在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，超結(jié) MOS 作為一種重要的器件，其電容特性曲線對(duì)于理解和應(yīng)用該器件至關(guān)重要。接下來(lái)，我們將詳細(xì)解讀超結(jié) MOS 電容特性曲線，對(duì)比它與傳統(tǒng) VDMOS 電容特性曲線的差異，探究超結(jié) MOS 電容變化的原理，以及分析為什么超結(jié) MOS 電容比傳統(tǒng) VDMOS 電容小。
　　超結(jié) MOS 與傳統(tǒng) VDMOS 電容特性曲線差異
　　功率 MOSFET 的輸出電容（Coss）及反向傳輸電容（Crss）會(huì)隨著外加電壓 VDS 的變化而呈現(xiàn)出明顯的非線性特性。超結(jié) MOS 因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其電容特性曲線與傳統(tǒng) VDMOS 存在顯著差異，具體如下圖所示：

　

　　從圖中可以看出，當(dāng) VDS 電壓剛開始升高時(shí)，超結(jié) MOS 的輸出電容（Coss）及反向傳輸電容（Crss）會(huì)急劇下降。隨著電壓繼續(xù)升高，Coss 逐漸趨于平穩(wěn)，而 Crss 則先逐漸升高，之后也趨于平穩(wěn)。這種特性曲線的差異反映了超結(jié) MOS 獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性。
　　超結(jié) MOS 電容變化原理
　　為了更深入地理解超結(jié) MOS 電容的變化，我們將其電容特性曲線分成兩段進(jìn)行分析，如下圖所示：

　　

　　在 V0~V1 段
　　當(dāng) VDS 電壓上升時(shí)，超結(jié) MOS 橫向電場(chǎng)會(huì)先產(chǎn)生耗盡層（空間電荷區(qū)）。N 型漂移層（N 柱）兩側(cè)的耗盡層邊界會(huì)逐漸向中心移動(dòng)，具體過(guò)程如下圖所示：
　
　　

　　在耗盡層向下移動(dòng)的過(guò)程中，我們可以從電容的物理原理來(lái)理解其變化
　　增大導(dǎo)致電容 Cgd 降低。同時(shí)，漏源電容 Cds 兩極面積減小且距離增大，同樣根據(jù)上述公式，電容 Cds 也會(huì)減小。當(dāng) P/N 柱完全耗盡時(shí)，這兩個(gè)電容降到。由于 P/N 柱在低 VDS 電壓下就能完全耗盡，因此輸出電容 Coss 和反向傳輸電容 Crss 在 VDS 剛開始升高（V0~V1 段）時(shí)，會(huì)有一段急劇下降的過(guò)程。
　　在 V1~V2 段
　　當(dāng) P/N 柱已經(jīng)完全耗盡后，VDS 電壓繼續(xù)上升，耗盡層開始向 P - 體內(nèi)移動(dòng)，如下圖所示：

　　在耗盡層向 P - 體內(nèi)移動(dòng)的過(guò)程中，柵漏電容 Cgd 兩極正對(duì)面積增大，根據(jù)電容計(jì)算公式，電容 Cgd 升高，因此反向傳輸電容 Crss 會(huì)有一段升高的過(guò)程。后續(xù)隨著 VDS 升高，耗盡區(qū)變化不大，Crss、Coss 趨于不變。
　　為什么超結(jié) MOS 電容比傳統(tǒng) VDMOS 電容小
　　相同規(guī)格的芯片，超結(jié) MOS 相比于傳統(tǒng) VDMOS 芯片面積可以做得更小。芯片面積的減小直接導(dǎo)致了各極間寄生電容的減小。從電容的物理本質(zhì)來(lái)看，電容與極板面積成正比，芯片面積減小意味著極板面積減小，從而使得超結(jié) MOS 的電容比傳統(tǒng) VDMOS 電容小。這種電容減小的特性使得超結(jié) MOS 在一些對(duì)電容要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如高頻開關(guān)電路等。