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新型PMOS器件注意NMOS的低导通电阻
尽管宽带隙半导体（如SiC和GaN）在高压应用（如数据中心和电动汽车）中变得越来越流行，但硅FET并没有被遗忘。
硅，SiC和GaN中效率与开关频率的关系。
由于硅FET仍被更广泛地使用，因此设计人员也要求该技术在更高电压下也要求更高的效率。为了应对这一挑战，ROHM Semiconductor最近宣布了其第五代P沟道MOSFET，以提高高端开关应用的性能。
NMOS与PMOS布局
N沟道（NMOS）和P沟道（PMOS）MOSFET之间的区别与ROHM的宣布有关，因为该公司正在努力将N沟道MOSFET的某些优势带入这个新的P沟道MOSFET系列。
CMOS技术中的NMOS和PMOS硅布局。
NMOS和PMOS器件的工作原理相同，但是可以将它们视为彼此相反的事物。从硅布局的角度来看，NMOS由两个负掺杂的n +阱（用于漏极和源极）和正掺杂的p型衬底组成。另一方面，PMOS具有两个正掺杂的p +型阱和一个负掺杂的n型衬底。
当在栅极电压的高侧使用时，NMOS器件具有更高的效率-在高于所需电压的输入电压下。但是，这可能导致复杂的电路配置。或者，由于PMOS器件可以用低于输入电压的栅极电压驱动，因此可以简化电路配置并减少设计负载。
不同的布局，不同的操作
布局上的这种差异导致操作上的差异。
为了在NMOS中感应出沟道，设计人员必须在栅极上相对于源极施加非常正的电压，以在沟道中形成一个反型层，从而允许负电子在漏极和源极之间流动。PMOS需要相反的要求，即在栅极上需要相对于源极的低电平电压，并允许空穴流过沟道。
这种现象比简单解释中所包含的复杂性要大得多。下图显示了整个工作区域和偏置要求的更全面视图。
NMOS与PMOS工作区，偏置点和电流方程式。
除了必须在不同的偏置点下工作之外，NMOS和PMOS器件还具有不同的载流子类型（空穴与电子）。电子具有比空穴高得多的迁移率（高出空穴两到三倍），这意味着NMOS器件往往具有更高的功率效率，且开关时间更短，R DS（on）值更低。
弱1和0
如果PMOS装置速度较慢且效率较低，为什么还要使用它们呢？有时，它们是唯一的选择。在某些应用程序中，NMOS设备不能总是有效地使用。
当用VDD驱动时，NMOS器件通过“弱1”。
由于前面讨论的偏置点要求，NMOS器件不太适合用作上拉器件。为了使NMOS导通，VGS必须大于Vt。如果漏极连接到VDD（上拉配置）并以等于VDD的电压驱动，则其源极只能达到VGS-VT。由于无法通过设备的整个电压，因此称为“弱1”。
同样，PMOS器件会传递“弱0”，不适合下拉网络。
复杂电路
因此，要在上拉应用中成功使用NMOS器件，设计人员必须以高于输入电压的电压电平驱动栅极。当然，这里的问题是，这需要复杂的额外电路，包括DC-DC转换器来生成额外的电压。否则，必须接受PMOS的相对低效率。
尽管NMOS将始终具有比PMOS更高的工作效率，但这并不是说PMOS无法改进。这似乎是ROHM的第五代PMOS器件的意图。
根据ROHM的说法，新一代器件同时具有-40 V和-60 V器件，与传统产品相比，R DS（on）降低了62％和52％。这些值可以低至5.2毫欧，高至78毫欧。
ROHM的第5代PMOS器件的应用电路。
ROHM声称，这些改进是在器件结构中集成优化的结果，同时“采用了一种新的设计来减轻电场集中在栅极沟槽拐角处的电场集中”。这样，该公司能够提高可靠性，同时最大程度地降低导通电阻。
升级电源管理和工业交换机
使用效率更高的PMOS器件，设计人员在他们的应用中无需面对NMOS和PMOS器件之间的折衷。ROHM预计，该新系列对于在工业或大型消费类设备中使用风扇电机和电源管理开关或工业开关的设计人员很有用。这可能会扩展到机器人技术，交流系统和工厂自动化。