MOS管工作原理及其驱动电路
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率MOSFET的工作原理
截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。
导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。
几种MOSFET驱动电路介绍及分析
一. 不隔离的互补驱动电路
图7(a)为常用的小功率驱动电路，简单可靠成本低。
适用于不要求隔离的小功率开关设备。
图7(b)所示驱动电路开关速度很快，驱动能力强，为防止两个MOSFET管直通，通常串接一个0.5～1小电阻用于限流，该电路适用于不要求隔离的中功率开关设备。
这两种电路特点是结构简单。
功率MOSFET属于电压型控制器件，只要栅极和源极之间施加的电压超过其阀值电压就会导通。
由于MOSFET存在结电容，关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。
常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小，关断速度较快，但它不能提供负压，故抗干扰性较差。
为了提高电路的抗干扰性，可在此种驱动电路的基础上增加一级有V1、V2、R组成的电路，产生一个负压，电路原理图如图8所示。
当V1导通时，V2关断，两个MOSFET中的上管的栅、源极放电，下管的栅、源极充电，即上管关断，下管导通，则被驱动的功率管关断;反之V1关断时，V2导通，上管导通，。
大功率mos管驱动电路
大功率mos管驱动电路大功率MOS管驱动电路是一种常见的电路设计，它能够有效地驱动高功率的MOS管，以实现电路的高效工作。
本文将从电路原理、设计要点和常见问题等方面进行介绍。
一、电路原理大功率MOS管驱动电路主要由信号发生器、驱动电路和MOS管组成。
信号发生器产生所需的驱动信号，驱动电路将信号进行放大和整形，然后通过电流放大器将信号输出给MOS管。
MOS管根据驱动信号的变化，控制其通断状态，从而实现对电路的控制。
二、设计要点1.选择合适的MOS管：在大功率应用中，选择合适的MOS管至关重要。
一方面，要考虑其额定电流和功率，确保能够承受所需的负载；另一方面，还要考虑其开关特性和导通电阻等参数，以提高电路的效率和稳定性。
2.驱动电路的设计：驱动电路应能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管。
一般采用放大器和电流放大器的组合来实现。
放大器负责放大信号的幅度，而电流放大器则负责提供足够的电流给MOS管。
同时，还要考虑到驱动电路的响应速度和抗干扰能力。
3.防止过热和电磁干扰：由于大功率MOS管在工作过程中会产生较大的功耗和电磁干扰，因此需要采取相应的措施来防止过热和干扰。
例如，可以在电路中加入散热器和滤波电路，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
4.保护电路的设计：在大功率应用中，由于电流和电压较大，一旦发生故障可能会对电路和设备造成严重损坏。
因此，需要在电路中加入过流、过压和过温等保护电路，以保证电路和设备的安全运行。
三、常见问题1.如何选择合适的MOS管？选择MOS管时，需要考虑所需的电流和功率，以及其开关特性和导通电阻等参数。
同时，还需要考虑其封装形式和散热性能等因素。
2.如何设计驱动电路？驱动电路应能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管。
一般采用放大器和电流放大器的组合来实现。
同时，还要考虑到驱动电路的响应速度和抗干扰能力。
3.如何防止过热和电磁干扰？可以在电路中加入散热器和滤波电路，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
mos管驱动功率
MOS管驱动功率1. 介绍MOS管（金属氧化物半导体场效应管）是一种常见的功率开关器件，常用于电源、电机和通信设备等领域。
MOS管的功率输出能力受到其驱动电路的限制，而驱动功率则是决定MOS管开关速度和效率的关键因素。
本文将详细讨论MOS管驱动功率的相关知识。
2. MOS管的工作原理MOS管由金属门极、氧化层和半导体基区构成。
当控制电压施加在金属门极上时，MOS管的导通状态由基区内的电荷控制决定。
MOS管在导通状态时，可以将较大的电源电流传递至负载电路，完成功率输出。
3. MOS管驱动电路的基本要求为了充分发挥MOS管的性能，驱动电路需要满足以下几个基本要求：3.1 高速驱动MOS管的关断和导通速度直接影响功率开关的效率和稳定性。
驱动电路应具备足够的驱动能力，以确保MOS管能够迅速从导通状态切换至关断状态，或者从关断状态切换至导通状态。
3.2 低功耗驱动电路应具备尽可能低的功耗，以减少对供电系统的负荷。
高效率的驱动电路能够在MOS管的导通和关断状态之间实现较小的能量损耗。
3.3 耐压能力MOS管可以在高电压下工作，而驱动电路需要提供足够的耐压能力以保证工作的稳定性。
合理的驱动电路设计要能够适应不同工作电压下的应用需求。
3.4 可靠性驱动电路需要具备较高的可靠性，以确保MOS管能够在长时间工作中保持稳定。
驱动电路应防止异常电压和电流对MOS管造成损坏，并提供适当的保护功能。
4. MOS管驱动电路设计MOS管驱动电路的设计需要考虑以上要求，并结合具体应用场景进行优化。
以下是常见的MOS管驱动电路设计方案：4.1 单极性驱动电路单极性驱动电路适用于低电压应用场景，通过一个晶体管实现对MOS管的驱动。
晶体管的控制信号使得MOS管从导通到关断的过程变得更加迅速。
4.2 双极性驱动电路双极性驱动电路适用于高电压应用场景，通过两个晶体管实现对MOS管的驱动。
两个晶体管的工作互补，可以提供更高的驱动能力和更快的开关速度。
MOS原理及驱动
一、MOS管驱动电路综述在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。
1、MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N 沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。
顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2、MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。
但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3、MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。
mos管栅极驱动电路
MOS管栅极驱动电路1. 概述MOS管栅极驱动电路是一种用于驱动金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的电路。
在许多应用中，MOSFET被广泛用于功率放大、开关和开关模式电源等领域。
为了确保MOSFET的正常工作，需要一个可靠的驱动电路来提供适当的栅极电压和电流。
本文将介绍MOS管栅极驱动电路的原理、设计要点和常见应用。
2. 原理2.1 MOSFET基本原理MOSFET是一种三端器件，由源极、漏极和栅极组成。
其工作原理基于栅极施加的电压控制漏极和源极之间的导通。
当栅极与源极之间施加正向偏置时，形成一个P型沟道；当施加负向偏置时，形成一个N型沟道。
通过控制栅极与源极之间的电压可以调节漏源之间的导通状态。
2.2 驱动要求为了确保MOSFET能够快速切换和恢复到导通和截止状态，驱动电路需要满足以下要求：•提供足够的栅极电压：MOSFET的栅极电压控制漏源之间的导通，因此驱动电路需要能够提供足够的栅极电压以确保MOSFET正常工作。
•提供足够的栅极电流：为了使MOSFET迅速切换，驱动电路需要能够提供足够的栅极电流以充分充放电栅极。
•快速切换速度：驱动电路需要具有快速切换速度，以确保MOSFET能够迅速从导通到截止状态转换，并反之亦然。
2.3 驱动电路设计常见的MOS管栅极驱动电路包括共源共漏（Source Follower）和半桥（Half-Bridge）驱动。
2.3.1 共源共漏驱动共源共漏驱动是一种简单且常用的驱动方式。
它使用一个NPN晶体管作为开关器件，将其集电极连接到MOSFET的栅极，发射极连接到地。
当输入信号施加在NPN晶体管基极上时，可以通过调节基极电流来控制MOSFET的栅极电压。
共源共漏驱动电路具有以下特点： - 简单可靠：由于采用了常见的晶体管作为开关器件，该驱动电路设计简单且可靠。
- 较慢的切换速度：因为共源共漏驱动使用了NPN晶体管作为开关器件，其切换速度相对较慢。
2.3.2 半桥驱动半桥驱动是一种更高级的驱动方式，它使用两个互补型晶体管组成。
MOS管驱动电路总结
MOS管驱动电路总结MOS（金属氧化物半导体）管驱动电路是一种常见的功率电子器件，用于驱动高功率负载或控制功率器件的开关。
它通过电路中的MOS管（也称为MOSFET）来实现开关效果。
MOSFET驱动电路的设计与应用具有重要意义，下面是对MOS管驱动电路的总结。
一、MOS管的基本原理MOS管是一种具有与传统晶体管相似结构的半导体器件。
它的核心部分是氧化层上的金属层和半导体基区。
MOS管通过改变基区和导通层之间的电阻来实现开关效果。
MOS管具有低输入电阻、高输入阻抗、快速开关速度和较低的功耗等优势。
二、MOS管的驱动方式1.直流驱动：直流驱动方式是最简单的方式，只需将DC信号连接到MOS管的栅极，使其在正常工作区域内工作。
直流驱动方式适用于低频应用。
2.求幅驱动：幅度驱动方式是通过向MOS管的栅极施加一个脉宽调制信号来控制其导通和关闭状态。
脉宽调制信号的幅度决定了MOS管的开启程度，从而控制输出信号的幅度。
求幅驱动方式适用于一些需要调整信号幅度的应用。
3.双电源驱动：双电源驱动方式使用两个电源分别给MOS管的源极和栅极提供电压。
这种驱动方式可以保持MOS管在稳态工作区域内，避免其处于截止区或饱和区，从而提高工作效率。
三、MOS管驱动电路的设计要点1.选择适当的驱动电路结构和元件：常见的MOS管驱动电路结构包括共射极结构、共源结构和H桥结构。
不同结构适用于不同的应用场景。
此外，还需选择合适的电阻、电容和二极管等元件。
2.考虑驱动电源和信号电源的匹配：驱动电路的电源电压应与MOS管的额定电压匹配，以确保稳定可靠的工作。
此外，还需注意输入信号的频率和幅度与驱动电路的匹配性。
3.保护电路的设计：由于MOS管具有较高的功率特性，对驱动电路的保护显得尤为重要。
常见的保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等。
4.电流放大器的设计：为了提高MOS管的驱动能力，通常需要使用电流放大器来增大输出电流，从而驱动更大的负载。
MOS管电路工作原理及详解
MOS管电路工作原理及详解在电子电路的世界里，MOS 管（MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）扮演着极为重要的角色。
它的工作原理看似复杂，实则有章可循。
MOS 管有增强型和耗尽型之分，我们先从增强型 MOS 管说起。
增强型 MOS 管又分为 N 沟道增强型和 P 沟道增强型。
以 N 沟道增强型 MOS 管为例，它由源极（S）、漏极（D）和栅极（G）组成。
在栅极和源极之间加上正向电压，并且达到一定的阈值时，在靠近栅极下方的 P 型半导体表面会形成一个反型层，也就是 N 型导电沟道。
这个沟道就像一条“通道”，让电子能够从源极流向漏极，从而形成电流。
当栅源电压越大，导电沟道就越宽，电流也就越大。
这就好比是控制水流的阀门，栅源电压就是控制阀门开度的手，电压越大，阀门开得越大，水流（电流）也就越大。
而 P 沟道增强型 MOS 管的工作原理与 N 沟道类似，只是导电的载流子是空穴。
再来说说耗尽型 MOS 管。
耗尽型 MOS 管在制造时，在栅极下方的半导体表面已经存在一定的导电沟道。
当栅源电压为零时，就有电流从源极流向漏极。
当栅源电压为负时，导电沟道变窄，电流减小；当栅源电压为正时，导电沟道变宽，电流增大。
在实际的电路应用中，MOS 管常常被用作开关。
比如在电源电路中，通过控制 MOS 管的导通和截止，实现电源的开关控制，从而达到节能和保护电路的目的。
当栅源电压达到开启电压时，MOS 管导通，相当于开关闭合；当栅源电压低于开启电压时，MOS 管截止，相当于开关断开。
MOS 管还可以用于放大电路。
在放大电路中，通过输入信号改变栅源电压，从而控制漏极电流的变化，实现信号的放大。
这是因为栅源电压的微小变化能够引起漏极电流较大的变化。
在 MOS 管的电路设计中，需要考虑一些重要的参数。
比如阈值电压，它决定了 MOS 管导通和截止的条件。
MOS管工作原理及其驱动电路
MOS管工作原理及其驱动电路MOS管（金属-氧化物-半导体场效应管）是一种广泛应用于电子电路中的半导体器件。
它的工作原理基于PN结和增强型场效应晶体管（JFET）的特性，但却具有更高的输入阻抗、更低的功耗和更好的高频特性。
MOS管由三个主要组成部分构成：栅极（G），漏极（D）和源极（S）。
在工作原理方面，MOS管的栅极主要用于控制漏极和源极之间的电流流动，而这个控制过程在固有电荷的作用下进行。
MOS管具有两种不同的工作方式：增强型和耗尽型。
增强型MOS管是最常用的类型，在没有栅极电压的情况下，其通道是关闭的。
通过施加正向栅极电压，源极到漏极之间的电流流动开始增加。
电流的增加程度取决于施加的栅极电压。
耗尽型MOS管则是通过施加负向栅极电压来控制电流的，其工作原理与增强型相似，只是电压的极性相反。
为了对MOS管进行驱动，需要合适的驱动电路。
驱动电路主要包括电源、信号发生器、输入阻抗匹配电路和输出驱动电路。
在驱动电路中，其中最重要的是输入信号的幅度和频率与MOS管的特性进行匹配。
在MOS管的驱动电路中，输入信号通常通过信号发生器提供。
信号发生器的输出通常是一个方波或脉冲信号，其幅度和频率需要与MOS管的特性相匹配。
信号发生器的输出通过输入阻抗匹配电路来匹配MOS管的输入阻抗，以确保输入信号的准确传递。
输入阻抗匹配电路通常包括电阻、电容和电感等元件，用于提供合适的输入阻抗。
电阻和电容用于匹配信号发生器和MOS管之间的阻抗，而电感则用于提供必要的补偿和滤波。
输出驱动电路用于提供足够的功率和电流来驱动MOS管的栅极。
输出驱动电路通常包括驱动晶体管和功率放大器等元件。
驱动晶体管用于放大输入信号，并通过功率放大器将信号放大成足够的功率和电流来驱动MOS 管的栅极。
总之，MOS管是一种重要的半导体器件，其工作原理基于PN结和增强型场效应晶体管。
为了驱动MOS管，需要合适的驱动电路来匹配输入信号和MOS管的特性。
输入信号通过信号发生器和输入阻抗匹配电路进行匹配，而输出驱动电路则提供足够的功率和电流来驱动MOS管的栅极。
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功率场效应晶体管MOSFET技术分类：电源技术模拟设计 | 2007-06-07来源：全网电子1.概述MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET 主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET（Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
功率MOSFET为多元集成结构，如国际整流器公司（International Rectifier）的HEXFET采用了六边形单元；西门子公司（Siemens）的SIPMOSFET采用了正方形单元；摩托罗拉公司（Motorola）的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列。
2.2功率MOSFET的工作原理截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。
导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT（开启电压或阈值电压）时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。
2.3功率MOSFET的基本特性2.3.1静态特性；其转移特性和输出特性如图2所示。
漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性，ID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导GfsMOSFET的漏极伏安特性（输出特性）：截止区（对应于GTR的截止区）；饱和区（对应于GTR的放大区）；非饱和区（对应于GTR的饱和区）。
电力MOSFET工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。
电力MOSFET 漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通。
电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数，对器件并联时的均流有利。
2.3.2动态特性；其测试电路和开关过程波形如图3所示。
开通过程；开通延迟时间td(on) —up前沿时刻到uGS=UT并开始出现iD 的时刻间的时间段；上升时间tr— uGS从uT上升到MOSFET进入非饱和区的栅压UGSP的时间段；iD稳态值由漏极电源电压UE和漏极负载电阻决定。
UGSP的大小和iD的稳态值有关，UGS达到UGSP后，在up作用下继续升高直至达到稳态，但iD 已不变。
开通时间ton—开通延迟时间与上升时间之和。
关断延迟时间td(off) —up下降到零起，Cin通过Rs和RG放电，uGS按指数曲线下降到UGSP时，iD开始减小为零的时间段。
下降时间tf— uGS从UGSP继续下降起，iD减小，到uGS关断时间toff—关断延迟时间和下降时间之和。
2.3.3 MOSFET的开关速度。
MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系，使用者无法降低Cin，但可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数，加快开关速度，MOSFET只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速，开关时间在10—100ns之间，工作频率可达100kHz以上，是主要电力电子器件中最高的。
场控器件静态时几乎不需输入电流。
但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。
开关频率越高，所需要的驱动功率越大。
2.4动态性能的改进在器件应用时除了要考虑器件的电压、电流、频率外，还必须掌握在应用中如何保护器件，不使器件在瞬态变化中受损害。
当然晶闸管是两个双极型晶体管的组合，又加上因大面积带来的大电容，所以其dv/dt能力是较为脆弱的。
对di/dt 来说，它还存在一个导通区的扩展问题，所以也带来相当严格的限制。
功率MOSFET的情况有很大的不同。
它的dv/dt及di/dt的能力常以每纳秒（而不是每微秒）的能力来估量。
但尽管如此，它也存在动态性能的限制。
这些我们可以从功率MOSFET的基本结构来予以理解。
图4是功率MOSFET的结构和其相应的等效电路。
除了器件的几乎每一部分存在电容以外，还必须考虑MOSFET还并联着一个二极管。
同时从某个角度看、它还存在一个寄生晶体管。
（就像IGBT也寄生着一个晶闸管一样）。
这几个方面，是研究MOSFET动态特性很重要的因素。
首先MOSFET结构中所附带的本征二极管具有一定的雪崩能力。
通常用单次雪崩能力和重复雪崩能力来表达。
当反向di/dt很大时，二极管会承受一个速度非常快的脉冲尖刺，它有可能进入雪崩区，一旦超越其雪崩能力就有可能将器件损坏。
作为任一种PN结二极管来说，仔细研究其动态特性是相当复杂的。
它们和我们一般理解PN结正向时导通反向时阻断的简单概念很不相同。
当电流迅速下降时，二极管有一阶段失去反向阻断能力，即所谓反向恢复时间。
PN结要求迅速导通时，也会有一段时间并不显示很低的电阻。
在功率MOSFET中一旦二极管有正向注入，所注入的少数载流子也会增加作为多子器件的MOSFET的复杂性。
功率MOSFET的设计过程中采取措施使其中的寄生晶体管尽量不起作用。
在不同代功率MOSFET中其措施各有不同，但总的原则是使漏极下的横向电阻RB尽量小。
因为只有在漏极N区下的横向电阻流过足够电流为这个N区建立正偏的条件时，寄生的双极性晶闸管才开始发难。
然而在严峻的动态条件下，因dv/dt通过相应电容引起的横向电流有可能足够大。
此时这个寄生的双极性晶体管就会起动，有可能给MOSFET带来损坏。
所以考虑瞬态性能时对功率MOSFET器件内部的各个电容（它是dv/dt的通道）都必须予以注意。
瞬态情况是和线路情况密切相关的，这方面在应用中应给予足够重视。
对器件要有深入了解，才能有利于理解和分析相应的问题。
3.高压MOSFET原理与性能分析在功率半导体器件中，MOSFET以高速、低开关损耗、低驱动损耗在各种功率变换，特别是高频功率变换中起着重要作用。
在低压领域，MOSFET没有竞争对手，但随着MOS的耐压提高，导通电阻随之以2.4-2.6次方增长，其增长速度使MOSFET制造者和应用者不得不以数十倍的幅度降低额定电流，以折中额定电流、导通电阻和成本之间的矛盾。
即便如此，高压MOSFET在额定结温下的导通电阻产生的导通压降仍居高不下，耐压500V以上的MOSFET的额定结温、额定电流条件下的导通电压很高，耐压800V以上的导通电压高得惊人，导通损耗占MOSFET总损耗的2/3-4/5，使应用受到极大限制。
3.1降低高压MOSFET导通电阻的原理与方法3.1.1 不同耐压的MOSFET的导通电阻分布。
不同耐压的MOSFET，其导通电阻中各部分电阻比例分布也不同。
如耐压30V的MOSFET，其外延层电阻仅为总导通电阻的29%，耐压600V的MOSFET的外延层电阻则是总导通电阻的96.5%。
由此可以推断耐压800V的MOSFET的导通电阻将几乎被外延层电阻占据。
欲获得高阻断电压，就必须采用高电阻率的外延层，并增厚。
这就是常规高压MOSFET结构所导致的高导通电阻的根本原因。
3.1.2 降低高压MOSFET导通电阻的思路。
增加管芯面积虽能降低导通电阻，但成本的提高所付出的代价是商业品所不允许的。
引入少数载流子导电虽能降低导通压降，但付出的代价是开关速度的降低并出现拖尾电流，开关损耗增加，失去了MOSFET的高速的优点。
以上两种办法不能降低高压MOSFET的导通电阻，所剩的思路就是如何将阻断高电压的低掺杂、高电阻率区域和导电通道的高掺杂、低电阻率分开解决。
如除导通时低掺杂的高耐压外延层对导通电阻只能起增大作用外并无其他用途。
这样，是否可以将导电通道以高掺杂较低电阻率实现，而在MOSFET关断时，设法使这个通道以某种方式夹断，使整个器件耐压仅取决于低掺杂的N-外延层。
基于这种思想，1988年INFINEON推出内建横向电场耐压为600V的COOLMOS，使这一想法得以实现。
内建横向电场的高压MOSFET的剖面结构及高阻断电压低导通电阻的示意图如图5所示。
与常规MOSFET结构不同，内建横向电场的MOSFET嵌入垂直P区将垂直导电区域的N区夹在中间，使MOSFET关断时，垂直的P与N之间建立横向电场，并且垂直导电区域的N掺杂浓度高于其外延区N-的掺杂浓度。
当VGS＜VTH时，由于被电场反型而产生的N型导电沟道不能形成，并且D，S间加正电压，使MOSFET内部PN结反偏形成耗尽层，并将垂直导电的N 区耗尽。
这个耗尽层具有纵向高阻断电压，如图5（b）所示，这时器件的耐压取决于P与N-的耐压。
因此N-的低掺杂、高电阻率是必需的。
当CGS＞VTH时，被电场反型而产生的N型导电沟道形成。
源极区的电子通过导电沟道进入被耗尽的垂直的N区中和正电荷，从而恢复被耗尽的N型特性，因此导电沟道形成。
由于垂直N区具有较低的电阻率，因而导通电阻较常规MOSFET将明显降低。
通过以上分析可以看到：阻断电压与导通电阻分别在不同的功能区域。
将阻断电压与导通电阻功能分开，解决了阻断电压与导通电阻的矛盾，同时也将阻断时的表面PN结转化为掩埋PN结，在相同的N-掺杂浓度时，阻断电压还可进一步提高。