2017第十三届UPS供电系统及其基础设施技术峰会

引言：

为了打破传统的VDMOS工艺MOS导通电阻与反向击穿电压之间制约，半导体物理学界提出的一种新型MOS结构，称为Super Junction MOS(以下简称SJ-MOS),其导通电阻与反向击穿电压的约束关系由之前的Ron∝ 提升为准线性 即在较高反向击穿电压的同时，其导通电阻大大降低，这些静态参数的改善以及在应用电路中的性能大家都比较熟知，实际上，MOS产品在实际应用电路中的性能更大程度上决定于其动态参数特性，那么SJ-MOS在动态参数方面表现如何呢?本文通过对SAMWIN公司SJ-MOS产品SW10N60A(600V)与对应VDMOS产品SW10N60动态参数的实际测试，并结合该产品实际工艺特性，分析比较出SJ-MOS和VDMOS在动态参数方面的性能优劣。

1. 动态参数比较

1.1. 开关时间比较

众所周知，MOS是栅压控制漏源导通或关断型器件，人们利用这一特性多将MOS作为电子开关用于开关电源电路中，但MOS结构中寄生电容的存在，使其在导通或关断时有一定延时，如图1所示。这个延时在MIL-STD-750E中被定义为Tdon，Tr，Tdoff，Tdoff四个参数表示，为了适应开关电源日益高频化的发展趋势，希望MOS自身的开关时间越小越好，MOS开关时间和寄生电容有很大的关系，寄生电容越大开关时间越大，而寄生电容很大程度上又取决于芯片的大小，芯片越小寄生电容越小。在SJ-MOS结构中，由于深入NEPI层的P型柱区允许通过的电流密度很大，利用这一特性，SAMWIN公司在SW10N60A设计阶段，保证其设计电流（10A）不变的情况下，将其芯片面积缩小为传统VDMOS工艺产品SW10N60的1/3, 从而大大提升了开关特性，为了直观的得到这两种产品开关特性的差异，依据MIL-STD-750E测试标准在我司ITC57300动态参数测试仪上测试其开关时间参数，得到表1所示SW10N60A vs. SW10N60开关时间测试结果和图2所示SW10N60A vs. SW10N60开关时间测试波形，我们发现SW10N60A开关特性明显优于SW10N60，

图1:理想状态与实际状态的开启和关断波形

表1:SW10N60A vs. SW10N60开关时间测试结果

图2:SW10N60A vs. SW10N60开关时间测试波形图