看完这篇请不要再说不懂MOSFET！.docx

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1、功率半导体器件在工业、消费、军事等领域都有着广泛应用，具有很高的战略地位，下面我们从一张图看功率器件的全貌：功率分立器件功率器件功率二极管双极型晶体管BJT、GTR功率晶体管1.晶闸管：SCR、GTO、IGCT等功率MC)SFET绝缘栅双极型1.晶体管IGBT功率半导体器件又可根据对电路信号的控程度分为全型、半控型及不可;或按驱动电路信号性质分为电压驱动型、电流驱动型等划分类别电流驱动型等划分类别电流驱动型等划分类别。分类方式I类型具体功率半导体器件*SS!SCR对电信号可控程度仝搏!)GTOGTR,MOSFETIGBTT三S三PowerDiode电压比gIGBTMOSFETSITH驱动信学性

2、质nJC3n电硒动BSCRGTO.GTR有效信号波形脉冷总发型SCR.GTO电子投前盟GTRMOSFETIGBT双极盘瞰PowerDiode.SCR.GTO.GTRBSITBJT我流电子参与到点情况MSMMOSFETSIT舞合型联Mc.IGBTSithwigct不同功率半导体器件，其承受电压、电流容量、阻抗能力、体积大小等特性也会不同，实际使用中，需要根据不同领域、不同需求来选用合适的器件。半导体行业从诞生至今，先后经历了三代材料的变更程，截至目前，功率半导体器件领域仍主要采用以Si为代表的第一半导体材料。半导体材料带隙(eV)馆点(K)主要应用褚Ge1.11221低压、低频、中功率鼻体用Tt

3、半导体材料HSi0.71687S,光电探测器第二代半导体材料碑化密GaAS1.41511微波、毫米波器件、发光器件碳化硅SiC3.052826氮化像GaN3.419731.高温、高频、抗辐射、第三代W料激化铝AIN6.2247。大功窣器件2一三缰娃拈在一肉金刚石C5.53800管、半导体激光器筑化锌ZnO3.372248汇总下半控型和全控型功率器件的特性器件类型SCR(晶闸管)GTR(晶体管)MOSIGBT控制类型脉冲触发电流控制电压控制电压控制自关断性换向关断自关断器件自关断器件自关断器件工作频率lkhz30khz20khz-MnN40khz驱动功率小大小小开关损耗大大小大导通损耗小小大小电

4、压电流等级最大大最小较大典型应用场合中频感应加热UPS变频器开关电源UPS变频器价格最低较低处于中间最贵电导调制效应有有无有认识MOSFETMOS管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好；制造工艺简单、辐射强，因而通常被用于放大电路或开关电路；（1）主要选型参数：漏源电压VDS（耐压），ID连续漏电流，RDS（on）导通电阻，Ciss输入电容（结电容），品质因数Fe）M=ROn*Qg等。（2）根据不同的工艺又分为TrenchM0S：沟槽型MOS,主要低压领域100V内；SGT（SplitGate）M0S:分裂栅MOS,主要中低压领域200V内；SJM0S：超结MOS,主要在高压领域600-800V

5、；在开关电源中，如漏极开路电路,漏极原封不动地接负载，叫开路漏极，开路漏极电路中不管负载接多高的电压，都能够接通和关断负载电流。是理想的模拟开关器件。这就是MOS管做开关器件的原理（详细请关注作者其他MOS详解）。从市场份额看，MOSFET几乎都集中在国际大厂手中，其中英飞凌2015年收购了IR（美国国际整流器公司）成为行业龙头，安森美也在2016年9月完成对仙童半导体的收购后，市占率跃升至第二,然后销售排名分别是瑞萨、东芝、万国、ST、威世、安世、美格纳等等；与活跃于中国大陆的国际厂商相比，国产企业优势不明显，但这不能说国产没有机会，中国大陆是世界上产业链最齐全的经济活跃区，在功率半导体领域

6、活跃着一批本土制造企业，目前已基本完成产业链布局，且处于快速发展中；特别是MOSFET领域，国产在中低压领域替换进口品牌潜力最大，且部分国产、如士兰、华润微（中航）、吉林华微等都在努力进入世界排名;MOS管封装分类按照安装在PCB板上的方式来划分，MOS管封装主要有两大类：插入式(ThrOUghHOIe)和表面贴装式(SUrfaCeMount)o插入式就是MOSFET的管脚穿过PCB板的安装孔并焊接在PCB板上。常见的插入式封装有：双列直插式封装(DIP)、晶体管外形封装(T0)、插针网格阵列封装(PGA)三种样式。双列播式封装DIP)Il体管外形封装(TO)插针网格阵列封装(PGA)插入式封

7、装表面贴装则是MOSFET的管脚及散热法兰焊接在PCB板表面的焊盘上。典型表面贴装式封装有：晶体管外形(D-PAK)、小外形晶体管(SoT)、小外形封装(SOP)、方形扁平式封装(QFP)、塑封有引线芯片载体(PLCC)等。务Il体管外形小外形W小外形豺装方暨舄平式封装炭封有引线芯片我体(D-PAK)(SOT)(SOP)(QFP)(PLCC)表面贴装式封装随着技术的发展，目前主板、显卡等的PCB板采用直插式封装方式的越来越少，更多地选用了表面贴装式封装方式。1、双列直插式封装(DIP)DlP封装有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上，其派生方式为SDlP(ShrinkDIP),即紧缩

8、双入线封装，较DIP的针脚密度高6倍。DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP、单层陶瓷双列直插式DIP、引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式、塑料包封结构式、陶瓷低熔玻璃封装式)等。DIP封装的特点是可以很方便地实现PCB板的穿孔焊接,和主板有很好的兼容性。但由于其封装面积和厚度都比较大，而且引脚在插拔过程中很容易被损坏，可靠性较差；同时由于受工艺的影响，引脚一般都不超过100个，因此在电子产业高度集成化过程中，DlP封装逐渐退出了历史舞台。2、晶体管外形封装(TO)3、属于早期的封装规格，例如T0-3P、T0-247、TO-92、TO-92L、T0-220、TO-220F、T0-251

9、等都是插入式封装设计。T0-3P/247：是中高压、大电流MOS管常用的封装形式，产品具有耐压高、抗击穿能力强等特点。TO-220/220F：T0-220F是全塑封装，装到散热器上时不必加绝缘垫;T0-220带金属片与中间脚相连，装散热器时要加绝缘垫。这两种封装样式的MOS管外观差不多，可以互换使用。T0-251：该封装产品主要是为了降低成本和缩小产品体积，主要应用于中压大电流60A以下、高压7N以下环境中。T0-92：该封装只有低压MoS管(电流IoA以下、耐压值60V以下)和高压1N60/65在采用，目的是降低成本。近年来，由于插入式封装工艺焊接成本高、散热性能也不如贴片式产品，使得表面贴

10、装市场需求量不断增大，也使得TO封装发展到表面贴装式封装。TO-252(又称之为D-PAK)和T0-263(D2PAK)就是表面贴装封装。TO247TO220SuperTO-220/247TO-263/D2PAKTO封装产品外观T0252/D-PAK是一种塑封贴片封装，常用于功率晶体管、稳压芯片的封装,是目前主流封装之一。采用该封装方式的MOSFET有3个电极，栅极(G)、漏极(D)、源极(三)。其中漏极(D)的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极(D),直接焊接在PCB上，一方面用于输出大电流，一方面通过PCB散热;所以PCB的D-PAK焊盘有三处，漏极(D)焊盘较大。其封装规范如下:

11、UnitmmT0-252/D-PAK封装尺寸规格T0-263是T0-220的一个变种，主要是为了提高生产效率和散热而设计，支持极高的电流和电压，在150A以下、30V以上的中压大电流MOS管中较为多见。除了D2PAK(T0-263AB)之外，还包括T0263-2、T0263-3、T0263-5、T0263-7等样式，与TO-263为从属关系，主要是引出脚数量和距离不同。0 205(5 20)0 189(4 80)0.370(9.40)0.354(9.00)0 402(10.20)0 386(9 8010 039SOP-20、S0P-28等，SOP后面的数字表示引脚数。MOSFET的SOP封装多数