Poder MOSFET es un tipo de MOSFET que está especialmente diseñado para manejar altos niveles de potencia. Estos exhiben una alta velocidad de conmutación y pueden funcionar mucho mejor en comparación con otros MOSFETs normales en el caso de niveles de bajo voltaje. Sin embargo, su principio de funcionamiento es similar al de cualquier otro MOSFET general. Los MOSFETs de potencia que se utilizan más ampliamente son los de n canales en modo de mejora o de p canales en modo de mejora o de n canales en modo de agotamiento en la naturaleza.
Además, hay una gran variedad de estructuras MOSFET de potencia como el MOS vertical difuso (VDMOS) o el MOS doble difuso o DMOS, UMOS o Trench-MOS, VMOS, etc. La figura 1 muestra un VDMOS de n-sustrato hecho de n-sustrato y una capa n-epitaxial en la que se incrustan las regiones p y n+ mediante un proceso de doble difusión.
Aquí el canal se forma en una región tipo p cuando el voltaje de la puerta a la fuente se hace positivo. Lo más importante, aquí, el terminal de la Fuente (S) se coloca sobre el terminal del Drenaje (D) formando una estructura vertical. Como resultado, en VDMOS la corriente fluye por debajo del área de la puerta verticalmente entre la fuente y los terminales de drenaje a través de numerosas n+ fuentes que conducen en paralelo. Como resultado, la resistencia ofrecida por el dispositivo durante su estado de encendido RDS(ON) es mucho menor que en el caso de los MOSFETs normales que les permiten manejar corrientes altas. Este resistencia del dispositivo se ve doblemente como el actual se incrementa en un 6% aproximadamente (Figura 2a). Por otra parte, RDS(ON) está altamente influenciado por la temperatura de la unión TJ (Figura 2b) y se considera de naturaleza positiva.
De manera similar a esto, podemos incluso tener un sustrato p poder MOSFET siempre y cuando reemplacemos los materiales de tipo n por los de tipo p y luego invirtamos las polaridades de la voltajes aplicado. Sin embargo, exhiben un RDS(ON) en comparación con los dispositivos de n-sustrato, ya que emplean agujeros como portadores de carga mayoritarios en lugar de electrones. Sin embargo, se prefiere que se utilicen como convertidores de buck.
Aunque las estructuras de la normalidad MOSFETs y el poder de los MOSFETs se ven como diferentes, el principio básico detrás de su funcionamiento permanece inalterado. Es decir, en ambos la formación del canal de conducción es la misma, que no es más que el sesgo adecuado aplicado en el terminal de la puerta que da lugar a una capa de inversión.
Como resultado, la naturaleza de las características de transferencia (Figura 3a) y las características de salida (Figura 3b) exhibidas por cualquiera de ellas son casi idénticas entre sí.
Además, cabe señalar que en el caso de los MOSFETs de potencia que se basan en la estructura vertical, el dopaje y el grosor de la capa epitaxial deciden la clasificación del voltaje mientras que el ancho del canal decide su clasificación de la corriente. Esta es la razón por la cual pueden sostener un alto voltaje de bloqueo y una alta corriente, lo que los hace adecuados para aplicaciones de conmutación de baja potencia. Sin embargo, existen incluso MOSFETs basados en estructura lateral que se comportan mejor en comparación con los diseños basados en estructura vertical, especialmente en la región de funcionamiento saturada, lo que permite su uso en amplificadores de audio de alta gama. Otro ventaja del poder MOSFET es el hecho de que pueden ser paralelos, ya que su caída de voltaje hacia adelante aumenta con el aumento de la temperatura, lo que asegura una distribución igual de la corriente entre todos sus componentes. MOSFETs de potencia se utilizan ampliamente como parte de las fuentes de alimentación, Convertidores DC-DC y controladores de motor de bajo voltaje.
