MOS 管的发展历程

MOS 管的发展历程如下: – 19世纪30年代,德国人提出了“lilienfeld”场效应晶体管的概念。- 之后贝尔实验室的肖特基等人也尝试研究发明场效应管,但未成功。1949年,Shockley 提出了注入少子的双极性晶体管的概念。- 到了1960年,有人提出用二氧化硅改善双极性晶体管的性能,开关功率 MOS 管由此诞生。它的出现意味着一种非接触式的开关可应用于各种高压场合,为电子电路的发展奠定了基础。- 早期的 MOS 管存在抗静电能力弱、导通阻抗大、输入阻抗小、抗噪声能力差、耐压低等问题,随后通过 MOS 工艺的不断改进,其性能得到了提升。到80年代,MOS 管的电压可以耐1000V,导通阻抗小于1Ω。- 为满足更高工作频率及功率等级的要求,人们又提出了 super junction MOS(超结 MOS)。常规 MOS 存在耐压和导通阻抗成正比的问题,即获得更高耐压值会导致导通电阻上升和 MOS 损耗加大,而 super junction MOS 采用多次注入开槽工艺,很好地解决了这一问题。- 随着行业需求的增长,硅器件由于本身物理特性的限制,已不适用于一些高压、高温、高效率及高功率密度的应用场合。于是,碳化硅(SiC)材料因其优越的物理特性开始受到关注和研究。二十世纪九十年代以来,碳化硅技术得到迅速发展。与广泛应用的 Si 材料相比,SiC 材料具有较高的热导率和禁带宽度,这决定了 SiC 器件的高电流密度、高击穿场强和高工作温度等优秀性能。- 此外,人们发现 Si 材料的局限后,找到了一种新的材料氮化镓(GaN)。它具有耐高温、耐酸耐碱、宽禁带等优良特性,在上世纪90年代应用于发光二极管,本世纪初应用于 MOS 管,如今已大量使用。 MOS 管功率器件的不断进步减少了能源损耗,对人类社会的长远发展具有重要意义。在其发展过程中,不同的结构和工艺被提出和应用,以满足各种不同的需求和应用场景。同时,MOS 管的封装引脚也经历了从插入式到表面贴装式的发展,包括 TO、SOT、SOP、QFN 等多种封装形式,以适应电子设备小型化、集成化的趋势。