采用耗尽型pMOS结构的沟槽SiC MOSFET，以提高性能和可靠性

《IEEE Transactions on Electron Devices》：A Trench SiC MOSFET With Depletion-Mode pMOS for Improved Performance and Reliability

碳化硅MOSFET集成双耗尽型pMOS结构实现P-shield浮动机制，抑制JFET效应并降低动态损耗。当Vgs=15V时P-ch完全夹断使P-shield浮动，Vgs=0V时D-pMOS导通使P-shield接地，较常规结构JFET电阻降低20.69%，关断/导通损耗分别降低80.52%/46.57%。

　　

摘要：

本文提出了一种集成了双耗尽模式pMOS（D-pMOS）的沟槽SiC MOSFET（TMOS），且无需额外的栅极信号。其中，P-shield、P-ch和P+分别作为D-pMOS的源极、衬底和漏极。此外，D-pMOS的栅极与主栅极相连。当栅源电压为15 V时，P-ch中的空穴被完全耗尽，从而导致P-ch被阻断，进而使D-pMOS关闭，使P-shield处于浮动状态。这种设计有效抑制了JFET效应并降低了JFET的电阻。当栅源电压为0 V时，D-pMOS被激活并导通，P-ch保持足够的空穴浓度，从而在P-shield和源极之间建立了直接的导电路径，使P-shield接地。这有效抑制了动态性能的下降。仿真结果表明，所提出的具有可调P-shield的SiC MOSFET（AP-TMOS）相较于传统的接地P-shield MOSFET（GP-TMOS）和浮动P-shield MOSFET（FP-TMOS）具有显著的性能优势：1）与GP-TMOS相比，其JFET电阻降低了20.69%；2）与FP-TMOS相比，其关断损耗降低了80.52%，导通损耗降低了46.57%。