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功率 MOSFET 与 IGBT 等其他功率 MOS 器件并行发展，满足了许多应用的需要。在低电压的应用中，相关器件让电源供应器与“DC / DC”转换器能够达到高效率，并让伺服与马达控制设计达到高稳定度。汽车防死锁煞车系统等高电压的应用中，相关器件的交换速度可以极快的频率开关，这对于使用脉宽调变 (PWM) 的应用来说相当重要。
然而，高电压 MOSFET 的应用日渐广泛，包含高效率 SMPS (切换式电源供应器)、工业用电源转换器以及再生能源系统，也因此产生了对更高效率 MOSFET 技术的需求。拥有高崩溃电压的超接面 MOSFET，例如英飞凌的 CoolMOS 900V，将可满足这个需求。
CoolMOS 900V 功率 MOSFET 可以克服制造功率晶体管时的“硅极限”，并以标准 TO (晶体管外形) 封装提供高电压设计的另一种选择。
此类器件让超接面技术的领域第一次拓展到 900 V，提供前所未有的显着效能，为高电压解决方案的设计者指出崭新的思考方向。
超接面技术
现今传统功率 MOSFET 受到“硅极限”的限制，亦即将电压阻断能力加倍通常会导致 RDS(on) (导通电阻) 增加5倍。
超接面技术的基本概念，是让电流在 MOSFET 中一个极高度掺杂的垂直排列区域中，由顶端流到底端，所以较标准 MOSFET 器件多出许多电荷量来供应电流传导 (图 1)。
在超接面 MOSFET 的阻断状态，这些电荷是由相反类型的同量电荷所平衡。两种电荷在器件中以非常精致的技术分隔，最终结构为横向交错相迭的 p 与 n 区域所构成的精细样式。层间的间距愈密，器件的 RDS(on) 愈低。英飞凌的 CoolMOS 器件拥有业界最细密的层间距，具有领先业界的 RDS(on) 数值。CoolMOS 900V MOSFET 的目标应用为 ATX (先进延伸技术) PC“银盒”电源供应器、LCD 电视的准谐振返驰式设计、主动式三相应用、太阳能转换器，以及其他需要高阻断电压、低传导与切换损失与低闸极电荷的设计。
器件特性
英飞凌的 Coolmos 900V 器件具有全世界所有 900V MOSFET 每种封装中最低的 RDS(on) 值 (例如在 TO-247 封装为 120 mΩ，而在 TO-220 封装为 340 mΩ )，持续汲极电流可达 36 A，而脉冲电流可达 96 A。这些器件也达成比类似 RDS(on) 类型器件低 25% 的总闸极电荷 (Qg)，能达成在同电压等级 FOM (RDS(on) x Qg) 最低的数值，具有低传导损失、容易驱动，以及低切换损失等特性。
此外英飞凌超接面技术的 CoolMOS 也创下器件电容值的新纪录。储存于输出电容的能量是衡量切换损失时，必须考虑的因素。能量 Eoss 在硬式导通时会转换为热量。由于输出电容对电压为高度非线性相关，CoolMOS 900V 器件在切换到高于 150V 时具有良好的效能。储存在 MOSFET 输出电容的能量在工作电压会降低一半以上。
CoolMOS 900V MOSFET 的器件特性提供更多设计弹性，让电源器的设计者能使众多应用享有高阻断电压、低 RDS(on) 以及低 Qg 的效益。应用可以增加效率或简化设计，而不会增加成本或带来其他缺点。
单晶体管前向(STF)转换器
CoolMOS 900V MOSFET 可以增加 PC“银盒”电源供应器的输出功率。单一 MOSFET 可达成最高 500 W 的输出，相较于利用 200 mΩ 500 V/600 V MOSFET (图 2) 的标准双晶体管前向 (TTF) 转换器，拥有高效能与低成本的优势。STF 电路仅使用一个晶体管，TTF 则需要两个晶体管与脉冲变压器，因此这种结构上的变更可简化设计，增加布局效益，而没有 TTF 的缺点，例如需要高压侧的切换。
虽然 900V MOSFET 具有较高的 RDS(on)，仍可能设计比使用 200 mΩ 600V 器件的 TTF 具有更高效率的 STF 电路，这是因为 TTF 的动态损失较高，在每个周期中两个晶体管都需要切换，而 STF 只有一个晶体管。
STF 转换器中的变压器需要额外的去磁绕组，造成另一项功率损耗，而这是在TTF中不存在的。使用 340 mΩ CoolMOS 900V 的设计，已证实相较于利用 200 mΩ MOSFET 的 TTF 设计，能减低 0.7% 的损失。
LCD电视的准谐振返驰转换器
现代的 LCD 电视需要高达 200 W 的输出功率，以及高电源效率与低成本，可满足此类需求的最佳结构是准谐振返驰转换器 (图 3)，而 CoolMOS 900V 是最理想的选择。
在 LCD 电视电源器的准谐振返驰转换器中，更高的返驰电压可以提供较长的主工作周期与较低的峰电流、真正的零电压切换，以及在二次侧能显着降低电压承载。TO-220-FP 封装的 CoolMOS 900V MOSFET 由于 RDS(on) 极低，可用于相关设计，取代传统必备的两个以上 TO-220-FP 封装 900V MOSFET。CoolMOS 900V 器件已实证相较于现有的 800V 器件，能增加 0.2% 的效率，而与标准 600V/650V 器件相较能增加 0.7%。
再生能源应用/太阳能转换器
在太阳能发电系统中，若 MOSFET 的电压能提高到 900V，可以将更多的光电转换板串联而不用并联，并且可以增加太阳能板的电压范围。串联可减低接线的功率损失与成本，仅将 600V 器件更换为 900V 就可以将接线成本减半。此外，CoolMOS 900V 器件让转换器的设计拥有更大的输入电压范围，接近 IEC 60364 所定义的太阳能模块上限 1000V。
光电系统的另一个考虑因素是磁性器件的大小与成本。提供具有更佳 RDS(on) x Qg 与 RDS(on) x Eoss 效能的器件，可以增加切换频率而不会增加损耗，因此可以将系统缩小而不会影响能源效率。
照明应用
由三相电源供电的灯具安定器，例如舒适照明中的特殊放电灯具，或街灯中的电子安定器，都可以利用 CoolMOS 900 V 家族产品的设计来提升。此类灯具的安定器需要较 600 V 或 800 V MOSFET 所能提供的更高电压能力，以及较传统 900V MOSFET 更低的 RDS(on)。CoolMOS 900V 器件可以改善 PFC (功率因子校正) 电源供应器与灯具安定器的设计，让设计者使用更高的直流链或输入电压。例如，使用具有 750V 直流链电压的直流三相 PFC 与 PWM 级的高功率应用，可以利用 TO-247 等具有业界最低 RDS(on) 的小封装器件，达成更高的功率密度。
结论
选择功率 MOSFET 的主要考虑是在特定封装与特定崩溃电压下，RDS(on) 可达到多低的数值。以多种小型封装提供的超接面 MOSFET，在 900V 电压下可达最低 RDS(on) 数值，提供高电压系统的设计者崭新的工具，能增加切换速率与效能，并改善整体效率。
然而，高电压 MOSFET 的应用日渐广泛，包含高效率 SMPS (切换式电源供应器)、工业用电源转换器以及再生能源系统，也因此产生了对更高效率 MOSFET 技术的需求。拥有高崩溃电压的超接面 MOSFET，例如英飞凌的 CoolMOS 900V，将可满足这个需求。
CoolMOS 900V 功率 MOSFET 可以克服制造功率晶体管时的“硅极限”，并以标准 TO (晶体管外形) 封装提供高电压设计的另一种选择。
此类器件让超接面技术的领域第一次拓展到 900 V，提供前所未有的显着效能，为高电压解决方案的设计者指出崭新的思考方向。
超接面技术
现今传统功率 MOSFET 受到“硅极限”的限制，亦即将电压阻断能力加倍通常会导致 RDS(on) (导通电阻) 增加5倍。
超接面技术的基本概念，是让电流在 MOSFET 中一个极高度掺杂的垂直排列区域中，由顶端流到底端，所以较标准 MOSFET 器件多出许多电荷量来供应电流传导 (图 1)。
在超接面 MOSFET 的阻断状态，这些电荷是由相反类型的同量电荷所平衡。两种电荷在器件中以非常精致的技术分隔，最终结构为横向交错相迭的 p 与 n 区域所构成的精细样式。层间的间距愈密，器件的 RDS(on) 愈低。英飞凌的 CoolMOS 器件拥有业界最细密的层间距，具有领先业界的 RDS(on) 数值。CoolMOS 900V MOSFET 的目标应用为 ATX (先进延伸技术) PC“银盒”电源供应器、LCD 电视的准谐振返驰式设计、主动式三相应用、太阳能转换器，以及其他需要高阻断电压、低传导与切换损失与低闸极电荷的设计。
器件特性
英飞凌的 Coolmos 900V 器件具有全世界所有 900V MOSFET 每种封装中最低的 RDS(on) 值 (例如在 TO-247 封装为 120 mΩ，而在 TO-220 封装为 340 mΩ )，持续汲极电流可达 36 A，而脉冲电流可达 96 A。这些器件也达成比类似 RDS(on) 类型器件低 25% 的总闸极电荷 (Qg)，能达成在同电压等级 FOM (RDS(on) x Qg) 最低的数值，具有低传导损失、容易驱动，以及低切换损失等特性。
此外英飞凌超接面技术的 CoolMOS 也创下器件电容值的新纪录。储存于输出电容的能量是衡量切换损失时，必须考虑的因素。能量 Eoss 在硬式导通时会转换为热量。由于输出电容对电压为高度非线性相关，CoolMOS 900V 器件在切换到高于 150V 时具有良好的效能。储存在 MOSFET 输出电容的能量在工作电压会降低一半以上。
CoolMOS 900V MOSFET 的器件特性提供更多设计弹性，让电源器的设计者能使众多应用享有高阻断电压、低 RDS(on) 以及低 Qg 的效益。应用可以增加效率或简化设计，而不会增加成本或带来其他缺点。
单晶体管前向(STF)转换器
CoolMOS 900V MOSFET 可以增加 PC“银盒”电源供应器的输出功率。单一 MOSFET 可达成最高 500 W 的输出，相较于利用 200 mΩ 500 V/600 V MOSFET (图 2) 的标准双晶体管前向 (TTF) 转换器，拥有高效能与低成本的优势。STF 电路仅使用一个晶体管，TTF 则需要两个晶体管与脉冲变压器，因此这种结构上的变更可简化设计，增加布局效益，而没有 TTF 的缺点，例如需要高压侧的切换。
虽然 900V MOSFET 具有较高的 RDS(on)，仍可能设计比使用 200 mΩ 600V 器件的 TTF 具有更高效率的 STF 电路，这是因为 TTF 的动态损失较高，在每个周期中两个晶体管都需要切换，而 STF 只有一个晶体管。
STF 转换器中的变压器需要额外的去磁绕组，造成另一项功率损耗，而这是在TTF中不存在的。使用 340 mΩ CoolMOS 900V 的设计，已证实相较于利用 200 mΩ MOSFET 的 TTF 设计，能减低 0.7% 的损失。
LCD电视的准谐振返驰转换器
现代的 LCD 电视需要高达 200 W 的输出功率，以及高电源效率与低成本，可满足此类需求的最佳结构是准谐振返驰转换器 (图 3)，而 CoolMOS 900V 是最理想的选择。
在 LCD 电视电源器的准谐振返驰转换器中，更高的返驰电压可以提供较长的主工作周期与较低的峰电流、真正的零电压切换，以及在二次侧能显着降低电压承载。TO-220-FP 封装的 CoolMOS 900V MOSFET 由于 RDS(on) 极低，可用于相关设计，取代传统必备的两个以上 TO-220-FP 封装 900V MOSFET。CoolMOS 900V 器件已实证相较于现有的 800V 器件，能增加 0.2% 的效率，而与标准 600V/650V 器件相较能增加 0.7%。
再生能源应用/太阳能转换器
在太阳能发电系统中，若 MOSFET 的电压能提高到 900V，可以将更多的光电转换板串联而不用并联，并且可以增加太阳能板的电压范围。串联可减低接线的功率损失与成本，仅将 600V 器件更换为 900V 就可以将接线成本减半。此外，CoolMOS 900V 器件让转换器的设计拥有更大的输入电压范围，接近 IEC 60364 所定义的太阳能模块上限 1000V。
光电系统的另一个考虑因素是磁性器件的大小与成本。提供具有更佳 RDS(on) x Qg 与 RDS(on) x Eoss 效能的器件，可以增加切换频率而不会增加损耗，因此可以将系统缩小而不会影响能源效率。
照明应用
由三相电源供电的灯具安定器，例如舒适照明中的特殊放电灯具，或街灯中的电子安定器，都可以利用 CoolMOS 900 V 家族产品的设计来提升。此类灯具的安定器需要较 600 V 或 800 V MOSFET 所能提供的更高电压能力，以及较传统 900V MOSFET 更低的 RDS(on)。CoolMOS 900V 器件可以改善 PFC (功率因子校正) 电源供应器与灯具安定器的设计，让设计者使用更高的直流链或输入电压。例如，使用具有 750V 直流链电压的直流三相 PFC 与 PWM 级的高功率应用，可以利用 TO-247 等具有业界最低 RDS(on) 的小封装器件，达成更高的功率密度。
结论
选择功率 MOSFET 的主要考虑是在特定封装与特定崩溃电压下，RDS(on) 可达到多低的数值。以多种小型封装提供的超接面 MOSFET，在 900V 电压下可达最低 RDS(on) 数值，提供高电压系统的设计者崭新的工具，能增加切换速率与效能，并改善整体效率。
