高壓MOSFET原理與性能分析：在功率半導體器件中，MOSFET以高速、低開關損耗、低驅動損耗在各種功率變換，特別是高頻功率變換中起著重要作用。在低壓領域，MOSFET沒有競爭對手，但隨著MOS的耐壓提高，導通電阻隨之以2.4-2.6次方增長，其增長速度使MOSFET制造者和應用者不得不以數十倍的幅度降低額定電流，以 折中額定電流、導通電阻和成本之間的矛盾。即便如此，高壓MOSFET在額定結溫下的導通電阻產生的導通壓降仍居高不下，耐壓500V以上的MOSFET 的額定結溫、額定電流條件下的導通電壓很高，耐壓800V以上的導通電壓高得驚人，導通損耗占MOSFET總損耗的2/3-4/5，使應用受到極大限制。MOSFET的柵極選擇電性良好的導體，多晶硅在經過重摻雜之后的導電性可以用在MOSFET的柵極上。低壓N管MOSFET型號

單一MOSFET開關：當NMOS用來做開關時，其基極接地，柵極為控制開關的端點。當柵極電壓減去源極電壓超過其導通的臨界電壓時，此開關的狀態為導通。柵極電壓繼續升高，則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關時操作在線性區，因為源極與漏極的電壓在開關為導通時會趨向一致。PMOS做開關時，其基極接至電路里電位高的地方，通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時，PMOS開關會打開。NMOS開關能容許通過的電壓上限為（Vgate-Vthn），而PMOS開關則為（Vgate+Vthp），這個值通常不是信號原本的電壓振幅，也就是說單一MOSFET開關會有讓信號振幅變小、信號失真的缺點。太倉低壓MOSFET定制漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性。

柵極氧化層隨著MOSFET尺寸變小而越來越薄，主流的半導體制程中，甚至已經做出厚度 有1.2納米的柵極氧化層，大約等于5個原子疊在一起的厚度而已。在這種尺度下，所有的物理現象都在量子力學所規范的世界內，例如電子的穿隧效應（tunneling effect）。因為穿隧效應，有些電子有機會越過氧化層所形成的位能障壁（potential barrier）而產生漏電流，這也是 集成電路芯片功耗的來源之一。為了解決這個問題，有一些介電常數比二氧化硅更高的物質被用在柵極氧化層中。例如鉿（Hafnium）和鋯（Zirconium）的金屬氧化物（二氧化鉿、二氧化鋯）等高介電常數的物質均能有效降低柵極漏電流。柵極氧化層的介電常數增加后，柵極的厚度便能增加而維持一樣的電容大小。而較厚的柵極氧化層又可以降低電子透過穿隧效應穿過氧化層的機率，進而降低漏電流。不過利用新材料制作的柵極氧化層也必須考慮其位能障壁的高度，因為這些新材料的傳導帶（conduction band）和價帶（valence band）和半導體的傳導帶與價帶的差距比二氧化硅小（二氧化硅的傳導帶和硅之間的高度差約為8ev），所以仍然有可能導致柵極漏電流出現。

功率MOSFET的工作原理截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區與N漂移區之間形成的PN結J1反偏，漏源極之間無電流流過。導電：在柵源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下面P區中的空穴推開，而將P區中的少子—電子吸引到柵極下面的P區表面當UGS大于UT（開啟電壓或閾值電壓）時，柵極下P區表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結J1消失，漏極和源極導電。功率MOSFET的基本特性靜態特性：漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性，ID較大時，ID與UGS的關系近似線性，曲線的斜率定義為跨導Gfs。降低高壓MOSFET導通電阻的原因：不同耐壓的MOSFET，其導通電阻中各部分電阻比例分布也不同。

MOSFET在數字電路上應用的一大優勢是對直流（DC）信號而言，MOSFET的柵極端阻抗為無限大（等效于開路），也就是理論上不會有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點，而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET更為省電，而且也更易于驅動。在CMOS邏輯電路里，除了負責驅動芯片外負載（off-chip load）的驅動器（driver）外，每一級的邏輯門都只要面對同樣是MOSFET的柵極，如此一來較不需考慮邏輯門本身的驅動力。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設計工程師而言亦有其他優點，例如較不需考慮邏輯門輸出端的負載效應（loading effect）。MOSFET在導通時的通道電阻低，而截止時的電阻近乎無限大，所以適合作為模擬信號的開關。低壓MOSFET價格

MOSFET的面積越小，制造芯片的成本就可以降低，在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。低壓N管MOSFET型號

常見的MOSFET技術：雙柵極MOSFET，雙柵極（dual-gate）MOSFET通常用在射頻（Radio Frequency,RF）集成電路中，這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應用上，雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET，一般而言，耗盡型（depletion mode）MOSFET比前述的增強型（enhancement mode）MOSFET少見。耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質濃度，使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓，通道仍然存在。如果想要關閉通道，則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET的應用是在“常閉型”（normally-off）的開關，而相對的，加強式MOSFET則用在“常開型”（normally-on）的開關上。低壓N管MOSFET型號

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