MOSFET是現代電子產品的基本組成部分，被認為是上個世紀最重要的發明之一。然而，MOSFET已經有所改進，包括從硅（Si）轉向碳化硅（SiC），這顯著提高了它們的性能。但到底什么是MOSFET？

場效應管基礎知識

MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）是一種場效應晶體管，這意味著它通過使用電場來控制電流。MOSFET 通常有三個端子：柵極、漏極和源極。漏極和源極之間傳導的電流通過施加到柵極的電壓進行控制。與其他類型的晶體管相比，MOSFET具有更高的功率密度，這是一個明顯的優勢。此外，與BJT（雙極結型晶體管）相比，MOSFET需要最少的輸入電流來控制負載電流。

MOSFET 的快速歷史

MOSFET由貝爾實驗室的Mohamed M. Atalla和Dawon Kahng于1959年發明，現代電子產品中MOSFET無處不在，被廣泛認為是電子領域最重要的發明。它們很快被證明是計算機、數字革命、信息革命和硅時代不可或缺的。

開發MOSFET的關鍵之一是創新的表面鈍化方法，這是使用熱氧化構建工作MOSFET的主要障礙。MOSFET上的絕緣體是二氧化硅，而導體是晶體硅。

長期以來，硅一直是MOSFET的首選半導體材料。然而，在Wolfspeed創造了第一個SiC MOSFET之后，發生了重大轉變。碳化硅已被證明是MOSFET技術的游戲規則改變者，具有多種優勢。

碳化硅相對于硅的優勢

在半導體技術中使用時，碳化硅比硅具有許多優勢，包括：

更高的臨界擊穿場，這意味著可以在保持額定電壓的同時仍減小器件的厚度

帶隙更寬，在相對較高的溫度下漏電流更低

更高的導熱性，支持更高的電流密度

全面減少能量損失

在MOSFET中使用碳化硅代替Si也會導致：

降低開關損耗，這會影響 MOSFET 從阻塞過渡到導通時發生的損耗（反之亦然）

更高的開關頻率，這意味著可以使用更小的外圍元件（例如濾波器、電感器、電容器、變壓器）

提高臨界擊穿強度，約為硅可達到的 10 倍

更高的運行溫度，這意味著簡化的冷卻機制（例如散熱器）

碳化硅與硅：碳化硅獲勝

與硅級產品相比，碳化硅 MOSFET 具有更好的整體性能、更高的效率、更高的開關頻率和更緊湊的組件。越來越多的工程師轉向碳化硅MOSFET，并利用它們提供的優越性能。

審核編輯：郭婷