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Nexperia MOS管的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

天才小貍花 ? 來(lái)源:Sigle_chip ? 作者:Sigle_chip ? 2022-09-27 11:52 ? 次閱讀

安世Nexperia半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用非常廣泛,產(chǎn)品出貨量也非常大,年產(chǎn)銷器件近1000億顆。從產(chǎn)品類別上看,安世半導(dǎo)體包含分立器件、邏輯器件、MOSFET器件三大產(chǎn)品類別,其市占率居位于全球前三。

其中小信號(hào)晶體管二極管、小信號(hào)Nexperia MOS管和接口保護(hù)器的市場(chǎng)份額均為第一;汽車用低壓功率MOS管市占率第二,僅次于英飛凌;邏輯器件市占率第三,僅次于TI安森美。在量產(chǎn)能力和工藝的成熟度遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,國(guó)內(nèi)代理有唯樣商城等,原廠現(xiàn)貨。

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功率MOSFET的電壓驅(qū)動(dòng)、全控式和單極型特性決定了其在功率器件中的獨(dú)特定位:工作頻率相對(duì)最快、開(kāi)關(guān)損耗相對(duì)最小,但導(dǎo)通與關(guān)斷功耗相對(duì)較高、電壓與功率承載能力相對(duì)較弱。Nexperia MOS管

Nexperia MOS管 功率MOSFET會(huì)在兩個(gè)領(lǐng)域中作為主流的功率器件:

1.要求的工作頻率高于其他功率器件所能實(shí)現(xiàn)的最高頻率的領(lǐng)域,目前這個(gè)最高頻率大概是70kHz,在這個(gè)領(lǐng)域中功率MOSFET成為了唯一的選擇,代表性下游應(yīng)用包括變頻器、音頻設(shè)備等。

2.要求工作頻率在10kHz到70kHz之間,同時(shí)要求輸出功率小于5kW的領(lǐng)域,在這個(gè)領(lǐng)域的絕大多數(shù)情況下,盡管IGBT與功率MOSFET都能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能,但功率MOSFET往往憑借更低的開(kāi)關(guān)損耗(高頻條件下開(kāi)關(guān)損耗的功耗占比更大)、更小的體積以及相對(duì)較低的成本成為優(yōu)先選擇,代表性的下游應(yīng)用包括液晶電視板卡、電磁爐等。

耗盡型與增強(qiáng)型的主要區(qū)別在于耗盡型MOS管在G端(Gate)不加電壓時(shí)有導(dǎo)電溝道存在,而增強(qiáng)型MOS管只有在開(kāi)啟后,才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道;兩者的控制方式也不一樣,耗盡型MOS管的VGS(柵極電壓)可以用正、零、負(fù)電壓控制導(dǎo)通,而增強(qiáng)型MOS管必須使得VGS>VGS(th)(柵極閾值電壓)才行。

由于耗盡型N溝道MOS管在SiO2絕緣層中摻有大量的Na+或K+正離子(制造P溝道耗盡型MOS管時(shí)摻入負(fù)離子),當(dāng)VGS=0時(shí),這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)能在P型襯底中感應(yīng)出足夠的電子,形成N型導(dǎo)電溝道;當(dāng)VGS>0時(shí),將產(chǎn)生較大的ID(漏極電流);如果使VGS<0,則它將削弱正離子所形成的電場(chǎng),使N溝道變窄,從而使ID減小。

這些特性使得耗盡型MOS管在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)可能會(huì)誤觸發(fā)MOS管,導(dǎo)致整機(jī)失效;不易被控制,使得其應(yīng)用極少。

因此,日常我們看到的NMOS、PMOS多為增強(qiáng)型MOS管;其中,PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動(dòng)。不過(guò)PMOS由于存在導(dǎo)通電阻大、價(jià)格貴、替換種類少等問(wèn)題,在高端驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS替代,這也是市面上無(wú)論是應(yīng)用還是產(chǎn)品種類,增強(qiáng)型NMOS管最為常見(jiàn)的重要原因,尤其在開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,一般都用NMOS管。

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