COOLMOS在电源上的应用已经初具规模，向英飞凌的产品已经全为COOLMOS系列，我们做为电源工程师，在电源开发的过程中选用COOLMOS应该注意什么呢？我简单的整理了几点，发出来。抛砖引玉，欢迎大家上传资料，共同进步。
COOLMOS与VDMOS的结构差异
为了克服传统MOS导通电阻与击穿电压之间的矛盾，一些人在VDMOS基础上提出了一种新型的理想器件结构，称为超结器件或COOLMOS，COOLMOS的结构如图2所示，其由一些列的P型和N型半导体薄层交替排列组成。在截止态时，由于P型和N型层中的耗尽区电场产生相互补偿效应，使P型和N型层的掺杂浓度可以做的很高而不会引起器件击穿电压的下降。导通时，这种高浓度的掺杂可以使其导通电阻显著下降，大约有两个数量级。因为这种特殊的结构，使得COOLMOS的性能优于传统的VDMOS.
对于常规VDMOS器件结构， Rdson与BV这一对矛盾关系，要想提高BV，都是从减小EPI参杂浓度着手，但是外延层又是正向电流流通的通道，EPI参杂浓度减小了，电阻必然变大，Rdson就大了。Rdson直接决定着MOSFET单体的损耗大小。所以对于普通VDMOS，两者矛盾不可调和，这就是常规VDMOS的局限性。 但是对于COOLMOS，这个矛盾就不那么明显了。通过设置一个深入EPI的的P区，大大提高了BV，同时对Rdson上不产生影响。对于常规VDMOS，反向耐压，主要靠的是N型EPI与body区界面的PN结，对于一个PN结，耐压时主要靠的是耗尽区承受，耗尽区内的电场大小、耗尽区扩展的宽度的面积。常规VDSMO，P body浓度要大于N EPI，大家也应该清楚，PN结耗尽区主要向低参杂一侧扩散，所以此结构下，P body区域一侧，耗尽区扩展很小，基本对承压没有多大贡献，承压主要是P body－－N EPI在N型的一侧区域，这个区域的电场强度是逐渐变化的，越是靠近PN结面，电场强度E越大。对于COOLMOS结构，由于设置了相对P body浓度低一些的P region区域，所以P区一侧的耗尽区会大大扩展，并且这个区域深入EPI中，造成了PN结两侧都能承受大的电压，换句话说，就是把峰值电场Ec由靠近器件表面，向器件内部深入的区域移动了。
COOLMOS在电源上应用的优点总结
1> 通态阻抗小，通态损耗小。
由于SJ-MOS的Rdson远远低于VDMOS，在系统电源类产品中SJ-MOS的导通损耗必然较之VDMOS要减少的多。其大大提高了系统产品上面的单体MOSFET的导通损耗，提高了系统产品的效率，SJ-MOS的这个优点在大功率、大电流类的电源产品产品上，优势表现的尤为突出。
2> 同等功率规格下封装小，有利于功率密度的提高。
首先，同等电流以及电压规格条件下，SJ-MOS的晶源面积要小于VDMOS工艺的晶源面积，这样作为MOS的厂家，对于同一规格的产品，可以封装出来体积相对较小的产品，有利于电源系统功率密度的提高。
其次，由于SJ-MOS的导通损耗的降低从而降低了电源类产品的损耗，因为这些损耗都是以热量的形式散发出去，我们在实际中往往会增加散热器来降低MOS单体的温升，使其保证在合适的温度范围内。由于SJ-MOS可以有效的减少发热量，减小了散热器的体积，对于一些功率稍低的电源，甚至使用SJ-MOS后可以将散热器彻底拿掉。有效的提高了系统电源类产品的功率密度。
3> 栅电荷小，对电路的驱动能力要求降低。
传统VDMOS的栅电荷相对较大，我们在实际应用中经常会遇到由于IC的驱动能力不足造成的温升问题，部分产品在电路设计中为了增加IC的驱动能力，确保MOSFET的快速导通，我们不得不增加推挽或其它类型的驱动电路，从而增加了电路的复杂性。SJ-MOS的栅电容相对比较小，这样就可以降低其对驱动能力的要求，提高了系统产品的可靠性。
4> 节电容小，开关速度加快，开关损耗小。
由于SJ-MOS结构的改变，其输出的节电容也有较大的降低，从而降低了其导通及关断过程中的损耗。
同时由于SJ-MOS栅电容也有了响应的减小，电容充电时间变短，大大的提高了SJ-MOS的开关速度。对于频率固定的电源来说，可以有效的降低其开通及关断损耗。提高整个电源系统的效率。这一点尤其在频率相对较高的电源上，效果更加明显。
COOLMOS系统应用可能会出现的问题<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
1> EMI可能超标。
由于SJ-MOS拥有较小的寄生电容，造就了超级结MOSFET具有极快的开关特性。因为这种快速开关特性伴有极高的dv/dt和di/dt，会通过器件和印刷电路板中的寄生元件而影响开关性能。对于在现代高频开关电源来说，使用了超级结MOSFET，EMI干扰肯定会变大，对于本身设计余量比较小的电源板，在SJ-MOS在替换VDMOS的过程中肯定会出现EMI超标的情况。
2> 栅极震荡。
功率MOSFET的引线电感和寄生电容引起的栅极振铃，由于超级结MOSFET具有较高的开关dv/dt。其震荡现象会更加突出。这种震荡在启动状态、过载状况和MOSFET并联工作时，会发生严重问题，导致MOSFET失效的可能。
3> 抗浪涌及耐压能力差。
由于SJ-MOS的结构原因，很多厂商的SJ-MOS在实际应用推广替代VDMOS的过程中，基本都出现过浪涌及耐压测试不合格的情况。这种情况在通信电源及雷击要求较高的电源产品上，表现的更为突出。这点必须引起我们的注意。
4> 漏源极电压尖峰比较大。
我司MOSFET目前使用的客户主要是反激的电路拓扑，由于本身电路的原因，变压器的漏感、散热器接地、以及电源地线的处理等问题，不可避免的要在MOSFET上产生相应的电压尖峰。针对这样的问题，反激电源大多选用RCD SUNBER电路进行吸收。由于SJ-MOS拥有较快的开关速度，势必会造成更高的VDS尖峰。如果反压设计余量太小及漏感过大，更换SJ-MOS后，极有可能出现VD尖峰失效问题。
5> 纹波噪音差。
由于SJ-MOS拥有较高的dv/dt和di/dt，必然会将MOSFET的尖峰通过变压器耦合到次级，直接造成输出的电压及电流的纹波增加。甚至造成电容的温升失效问题的产生。
目前市场上COOLMOS应用及厂家相关信息收集<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
1> 目前COOLMOS主要应用范围为高端LED电源、通信电源、个人电脑、笔记本电脑、上网本、手机、高压气体放电灯以及电视机（液晶或等离子电视机）和游戏机等消费电子产品的电源或适配器等等。其主要应用范围为高压段，在低压段应用不太明显，但也有相应的厂家在做中压段，如AO公司。
2> 目前COOLMOS类产品主要以Infineon一家独大，占据市场比例比较多。当然，除了Infineon以外，Toshiba、ST、NCE等厂家也都有COOLMOS产品在推广应用，但市场份额相对占的比较小。
3> 由于Infineon Technologies的COOLMOS目前占据的市场份额比较大，我们就着重介绍一下Infineon Technologies的COOLMOS系统。Infineon 的COOLMOS主要有C3、CP、C6、CFD、CFD2等系列。
C3系列是Infineon 早期应用非常广泛的COOLMOS系列
CP系列与C3系列相比其主要区别为其在开关速度及导通电阻上更有优势。CP系列Infineon 推荐在PFC方面的PWM应用。
C6系列为Infineon的第五代产品，网络论坛中部分工程师认为C3的COST DOWN 版本。
CFD、CFD2系列RDSON比C3系列稍大，但其在TRR特性较好，同时对其体二级管特性进行了提高，这也是其FAE推荐客户使用CFD2系列在LLC电路或桥式电路中（如HID灯）的缘由。
很好的学习资料。西安芯派的功率MOS器件在国内还是很不错滴 芯派有COOLMOS吗 不清楚。同问楼主 芯派有出coolmos了吗？ 好贴，学习了，谢谢楼主！虽然IFX一家独大，但是其他几家也不小，对国内的工程师来说，每家都是大家伙，设计和制程都是可以信任的。
2012 market share
IFX: 55.9%
ST: 30.7%
Toshiba: 6.7%
Fairchild: 4.9%
Vishay: 1%
总量是5.37亿美元
CoolMOS的开关速度快，所以造成EMI容易超标，在CoolMOS替换普通VDMOS的时候，适当加大驱动电阻，可以降低EMI，EMI问题还是容易解决。至于雷击和浪涌问题，还是跟BV值、雪崩电压、抗雪崩能力相关，在单级PFC电路里面应用确实比较难过雷击测试，需要前级多做一些吸收surge的措施；另外，提高变压器的抗饱和能力，避免在雷击的时候发生饱和，加大雪崩电流。目前很多客户做单级PFC的LED电源，会遇到温升问题，使用CoolMOS之后效果还是明显。
分析总结的很有道理。
建议版主和做代理的龙腾能够针对CoolMOS的问题，做些更为详细的解决方法和较详细具体的措施，能够提供下载资料最好。非常感谢好资料，MARK，多谢楼主
很好的资料，值得学习最近在做一个120W的LLC电源，准备用COOLMOS。跟英飞凌的FAE联系了下，对方推荐用C6的管子，死去如果小的话，对方建议用CFD的管子，据说CFD将体二极管进行了优化。是不是集成个肖特基呢？
学习肯定不是集成的肖特基，肖特基一般电压都比较低，200V以上就比较困难了，据说英飞凌采用了一种特殊的工艺，增强了CFD系列的反向恢复能力，具体缘由，就不得而知，因为我也是做电源的。
在高压MOSFET中实现快恢复体二极管并不是及集成Schottky，而是在前端制造时，多了两个步骤：irraditation和annealing，目的是引入recombination center。英飞凌的CFD/CFD2, 威士的EF系列，ST的M5 D系列，肥皂的superFET F系列，Toshiba的W5系列都是快恢复的如果死区大呢，，还能用Cmos吗，，，，
LLC用C容易炸，，，，
学习了，谢谢楼主！以前在金威源的时候，有供应商送ST的COOLMOS替换普通MOS结果雷击测试过不了，至今不明白为什么，最终没采用，请教楼主，这是为什么呢？
楼上的，你好。COOLMOS推广初期在EAS.反向恢复，等特性上面不及普通的VDMOS。同时由于COOLMOS速度过快，造成的的尖峰问题也是引起失效的一个缘由。据说，欧美系的COOLMOS在推广初期在艾默生等大的电源企业出现了不少的问题，但随着技术的改进，COOLMOS应用已经比较普及，由于它的导通速度及RDSON等优势，已经在高端电源中开始广泛的应用。至于你说的SURGER测试不通过，那就要根据当时的情况查找具体的原因了。使用COOLMOS必然要对板子进行一些调整。
多谢楼主的细心的回复，受教了，多谢。
英飞凌的CFD系列管子，确实用集成肖特基替代内部体二极管的，详细可以参考如下网址；是这样吗，难道CFD2跟CFD不一样
网址在那里呢，楼上的？？？？？？？？
哪家的快恢复超结MOSFET还带集成Schottky啊，现在价钱都杀的那么厉害了，能便宜一个美分都是钱啊
自己看CFD2的官方介绍吧
First 650V technology with integrated fast body diode on the market
学习了，英飞凌用不起啊 太贵了infineon 的 coolmos
st 的 MD-mesh 工艺 MOS
都是差不多的， MD-mesh 称为多网格工艺，就是理解为 N个微小的 MOS 串并联组成一个大 MOS， 从而降低 K 值
K = Rds(on) * Qg
楼上的团长，您好。请教两个问题：
1：ST的MD-MESH工艺MOS命名是怎么跟ST普通MOS区分开来的，是否后缀C3，C5的为ST的MD-MESH工艺MOS.
2：K值在DATASHEET中需要自己计算吗？以前只知道RDS*Qg最优化直接决定MOS的综合损耗的高低，却没有量化的认识，团长能否稍微讲的详细点，多谢了。
answer 1.
ST 的 MOS 分为好几代的，前几代的叫 StripFET I/StripFET II/....
后来就是 FD-MESH/SUPER-MESH/MD-MESH/...
MD-MESH 命名： 电流与电压之间是 NM （这样也并不绝对）
answer 2.
K值是半导体行业里的俗称，datasheet 里是没有的，K值的减小说明是工艺水平的提升
多谢楼上的细心的介绍，学习了。
楼上对器件很了解啊，以后多多指教，我最近开始用COOLMOS，所以在论坛里关注这类的帖子。
如果能用我们推广的 ST VIPer53DIP 做设计，我们会提供更多的服务
它也是内置 MD-MESH 工艺的 MOS，相当于普通的 14N65
POWERLION (SZ) TECH. ST 的 design sales
DIP-8 的散热与 VIPER22 一样，通过管脚连接 PCB 散热及本身散热
VIPERX2 系列，集成的是普通工艺的MOS，53是为了做到 50W 而集成了大功率的MOS利于散热，内部有 current limited。
PI 的是电压控制型的，ST的是电流控制型的，两者差别不用我说，大家都应该知道优劣
价格这一块更不用讨论了
我们有评估板，目前优势还是有的，元器件数量节省了，加工成本也降低了，调试周期也减小了，可靠性也上升了
下个DATASHEET看下，多谢团长。
就你说到这几个优势pi的都比你的viper强太多英飞凌有集成coolmos的集成芯片那性能比st的强太多了 好贴，收藏了发现又一个讨论COOLMOS的帖子，与大家分享下。
http://bbs.dianyuan.com/topic/620387这个帖子里说：
COOLMOS是电子科技大学陈星弼院士发明，是中国人发明的，后来专利卖给INFINEON的。
还说：其实COOLMOS只是Infineon的注册商标，所用的原理是陈星弼的超结耐压原理，但陈老的专利只有原理没有实现方式；Coolmos目前采用的是多次外延加多次注入的方式实现超结结构的；其他厂如fairchild有superMOS,superFET两种，原理上都是超结管，但实现方式分别为深沟槽填充方式和多次外延加注入方式。其他厂如Toshiba商标为DTMOS，耐压原理上也是超结原理，但实现方式都有差别。
看来真是先入为主啊，现在我们都称COOLMOS，其实应该称超节MOS更合适点。 准确讲是SJ-COM，是陈院士发明的因国内技术的局限性就将专利卖给了INFINEON的。现在与陈院士合作的南京星焱微电子正在不断的升级SJ-MOS，其实现在国内的SJ-MOS水平也不错了。很久没登陆了，发现有效的技术讨论挺多的，多谢大家的支持，欢迎大家将COOLMOS的更多技术以及采购信息贴在论坛里。做成一个COOLMOS的综合帖子。供大家再使用及选型的时候参考。
记得以前在论坛里看到过一个MOSFET品牌厂家的整理集合。谁有呢，帮忙发下。
的确在开关电源里，用超结MOS代替，普通的mos会出问题，普通的可以正常工作，超结的mos总是坏。应该是栅极震荡引起，减小栅极电阻都不行，不知怎么才能解决啊。
应该有这种可能性，楼主也说了。但普通MOS也有震荡，并且他的栅极寄生电容更大，更容易震荡才对。不懂
减小栅极震荡，增大栅极电阻才对，为什么减小栅极电阻？
减小栅极震荡：
1，栅极引脚串入磁珠
2，如有二极管快速关断电路，去掉驱动电路中的快速关断二极管
3，增大Rg_ext
4, 使用PNP三极管快速关断，减小GS 环路。
增大电阻也不行，用的是PNP三极管快速关断，GS环路也不大。用示波器测试一下MOSFET 漏极的电压变化率，dv/dt, 电流变化率，di/dt,
估算MOSFET 源极上电感量和PCB 的寄生电感量，用V=L*di/dt 计算一下寄生电感引起的电压幅度。
能详细说说串联的磁珠怎么选择吗？
学习了
前一段时间，英飞凌在西安举行了研讨会，很多关于COOLMOS的应用方面的介绍及讨论，大家都有去没呢？回头我将资料传上来大家共享芯派公司有超结MOSFET，目前已应用到康舒和台达的产品中，大家可以看看芯派的网站产品介绍，里面后缀带K的为超结产品。
http://www.semipower.com.cn/
大功率电感厂家 |大电流电感工厂