6月3日消息，美國(guó)布法羅大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新形式的功率MOSFET晶體管，這種晶體管可以用最小的厚度處理難以置信的高電壓，可能會(huì)提升電動(dòng)汽車電力電子元件效率。金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，也就是我們常說(shuō)的MOSFET，是各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中極為常見(jiàn)的元件，尤其是汽車電子領(lǐng)域。

功率MOSFET是一種專門為處理大功率負(fù)載而設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)。每年大約有500億個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)出貨。實(shí)際上，它們是三腳、扁平的電子元件，可作為電壓控制開(kāi)關(guān)。當(dāng)在柵極引腳上施加足夠的（通常是相當(dāng)小的）電壓時(shí)，就會(huì)在其他兩個(gè)引腳之間建立連接，完成一個(gè)電路。它們可以非?？焖俚亻_(kāi)啟和關(guān)閉大功率電子器件，是電動(dòng)汽車不可或缺的一部分。

功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，即MOSFET，其原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（Field Effect Transistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體（S）的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡(jiǎn)稱功率MOSFET（Power MOSFET）。結(jié)型功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（Static Induction Transistor——SIT）。其特點(diǎn)是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò)10kW的電力電子裝置。

通過(guò)創(chuàng)建基于氧化鎵的MOSFET，布法羅大學(xué)的團(tuán)隊(duì)聲稱，他們已經(jīng)研究出了如何使用薄如紙的晶體管來(lái)處理極高的電壓。當(dāng)用一層常見(jiàn)的環(huán)氧樹(shù)脂聚合物SU-8 “鈍化 ”后，這種基于氧化鎵的晶體管在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中能夠處理超過(guò)8000伏的電壓，然后才會(huì)出現(xiàn)故障，研究人員稱這一數(shù)字明顯高于用碳化硅或氮化鎵制成的類似晶體管。

實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，氧化鎵的帶隙數(shù)字為4.8電子伏特，令人印象深刻。帶隙是衡量一個(gè)電子進(jìn)入導(dǎo)電狀態(tài)所需的能量，帶隙越寬，效果越好。硅是電力電子器件中最常見(jiàn)的材料，其帶隙為1.1電子伏特。碳化硅和氮化鎵的帶隙分別為3.4和3.3電子伏特。因此，氧化鎵的4.8電子伏特帶隙使其處于領(lǐng)先地位。

通過(guò)開(kāi)發(fā)一種能夠以極小的厚度處理極高電壓的MOSFET，布法羅團(tuán)隊(duì)希望其工作能夠?yàn)殡妱?dòng)車領(lǐng)域、機(jī)車、飛機(jī)、微電網(wǎng)技術(shù)以及潛在的固態(tài)變壓器等更小、更高效的電力電子器件做出貢獻(xiàn)。

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