在如今的電池供電系統(tǒng)領域,人們對功率轉(zhuǎn)換器的效率要求越來越高。隨著這些系統(tǒng)在工業(yè)和商業(yè)應用中的不斷增加(筆記本電腦、便攜設備、家用電器、電動助力自行車、電動滑板車、輪椅、手機等),為了滿足用戶需要長時間持久使用同一電池電量的要求,提高效率變得非常重要。為此,研究人員在設計新的轉(zhuǎn)換器結構、增加轉(zhuǎn)換器開關頻率和構想創(chuàng)新的功率器件方面做出了巨大努力。
一般來說,電池供電系統(tǒng)需要低壓開關器件(<100V)。由于其高開關速度和易于驅(qū)動的優(yōu)點,功率MOSFET器件在這個電壓范圍內(nèi)占據(jù)主導地位。MOSFET的導通損耗是總功率損耗平衡中的主要關注點,特別是在低或中等開關頻率的轉(zhuǎn)換器中。由于導通損耗取決于漏源電阻(Ron),而漏源電阻嚴格與結構設計相關,因此許多現(xiàn)代MOSFET采用基于單元的布局,以實現(xiàn)低導通電阻。單元密度的增加可以進一步降低導通電阻,從而增加每個器件面積單位的電流能力。然而,對于當今最先進的MOSFET來說,采用傳統(tǒng)布局的導通電阻的進一步降低受到限制,因為這種方法已經(jīng)接近了其物理極限[1]。為了克服這種技術的限制,需要創(chuàng)新的方法。