DMOS、VMOS 与LDMOS 三者究竟有什么区别?
电路仿真从零开始 2026-01-15
在功率半导体领域,DMOS(Double-Diffused MOS,双扩散金属氧化物半导体)、VMOS(Vertical Metal Oxide Silicon,垂直金属氧化物硅)和 LDMOS(Laterally Diffused MOS,横向扩散金属氧化物半导体)虽同属功率 MOSFET家族,但其内在构造与性能表现却各有千秋。先看 DMOS,其核心特征在于双扩散工艺,p 型区域与 n + 源区通过同一窗口进行扩散且 p 区扩散深度更大,表面沟道长度由 p 衬底与 n + 源之间的横向扩散距离决定,漏极与沟道之间存在轻掺杂的 n 漂移区,这一设计为其带来了较高的击穿电压,同时通过优化漂移区厚度可降低导通电阻,就像为电流流通开辟了一条既宽敞又坚固的道路。
DMOS 在高频开关应用中表现突出,常出现在汽车电子、电源供应器等场景,其高频特性与双极结型晶体管(BJT,Bipolar Junction Transistor)有相似之处。再来看看 VMOS,它因具有 V 形凹槽(V-shaped groove)而得名,电流流通路径为垂直方向,从顶部的源极流向底部的漏极,这种垂直电流路径(vertical current flow)搭配 V 形栅极设计,增大了电流通道的横截面积,从而降低了导通电阻,提升了功率处理能力,不过其制造工艺相对复杂,成本也略高,有点像精密仪器,性能出色但造价不菲。
VMOS 多用于中功率场景,如功率放大器(power amplifier)和开关电路等。而 LDMOS 则是横向扩散结构,沟道由栅极长度、源极和漏极扩散共同确定,其独特之处在于通过 p + 区域与源极短接消除了体效应(body effect),使阈值电压(threshold voltage)更加稳定,沟道电流同时受栅极诱导的垂直电场(vertical electric field)和源漏之间的横向电场(lateral electric field)控制。LDMOS 具有低导通电阻和高阻断电压(blocking voltage)的特点,在射频(Radio Frequency,RF)领域应用广泛,尤其是移动通信基站和雷达系统中,其高频线性度(high-frequency linearity)优势明显。
从性能参数来看,DMOS 的击穿电压通常可达数百伏至千伏级,n 漂移区的厚度对漏极电阻(drain resistance)影响较大,较薄的 n 漂移区有助于降低漏极电阻;VMOS 的击穿电压处于中等水平,凭借低导通电阻在中功率应用中占据一席之地;LDMOS 的击穿电压也较高,且在高频下表现稳定。这些差异使得它们在不同领域各司其职,DMOS 的多面手特性让它在多种场景中都能发挥作用,VMOS 的中功率优势使其在特定电路中不可或缺,LDMOS 则成为射频大功率应用的得力助手,就像三个各有所长的能手,在电子世界中共同支撑起各种设备的正常运转。 


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