人们对汽车驾驶功能的需求不断增加，各领先半导体厂商不断推出新型低阻抗功率MOSFET，以实现将汽车从传统的发电系统和液压系统到电子系统的转变，这些新型低阻抗功率MOSFET有助于在增强汽车的舒适性和安全性的同时提高行驶里数。 在过去十几年里，低阻抗功率MOSFET的发展有了长足的进步。图1显示了30V器件的导通电阻(RDS(ON))在过去十年间的下降趋势。其中，1995年出现了一项重大改进，就是沟道功率MOSFET的发展。正当平面MOSFET还在不断改善的时候，沟道器件已经确立了新的低RDS(ON)基准，并且是平面器件无法企及的。平面器件通过将原胞(cell)更紧密地封装，使导通性能得到改良；而沟道器件则更进一步地将通道垂直地置于器件的表面，使得通道密度得以大幅提高，从而降低了沟道电阻。 提高汽车燃油效率势在必行 对一部汽车来说，发动机除了驱动汽车在路上行驶，还是汽车所有系统的“动力”来源。随着消费者对汽车的娱乐性、舒适性以及安全性的要求愈来愈高，发动机被赋予更多的“职责”。一般汽车每加仑汽油中只有低于15%的能量用于车轮驱动，其它大部分能量都转变为热能或者其它的应用了。 美国的法令规定，载客汽车的每加仑汽油行驶里数必须为平均27.5mpg(英里/加仑)。到2007年，占新销售车辆半数以上的SUV、小型客货车和轻型卡车的mpg必须达到22.2mpg，而许多立法者正极力推动提高对所有车辆和SUV的整体要求，即到2015年时必须达到40mpg。有立法者甚至计划到2011年SUV和轻型卡车必须达到与客车相同的燃料经济水平。 汽车制造商被要求提供更有效率的汽车，具备更多功能而且价格必须为大众所接受。为了达到这个目标，许多汽车系统必须进行彻底的改进，例如使发动机更有效率地燃烧燃料，以及将液压系统转换成电子系统，从而降低发动机的功耗。从发电系统到娱乐及传动系统，几乎所有系统都被查看过是否会浪费能量，而新型低阻抗功率沟道MOSFET便是提高这些系统性能的重要器件。 低RDS(ON) MOSFET在各子系统大显身手 例如在发电方面，汽车传统的直流发电方法是使用交流发电机，将皮带轮与其机轴连接，然后利用来自曲轴的皮带驱动发电。发电机产生的交流电再通过二极管转换成直流电，但问题是二极管两极之间有一个约0.7伏的电压降，也就是说如果车辆消耗1千瓦(约70安培电流强度)的功率，那么二极管就会以热能方式消耗98瓦的能量。图2所示为基本交流发电机电路和用于将交流电转换为整流二极管。如果使用MOSFET替代此处的二极管，那么功耗将可减低至2瓦以下。 汽车发电系统也正在经历一些重要改变。当转动钥匙启动汽车时，便是将电池连接至安装在传动系统上的直流电机。这个“起动电动机”使发动机运转启动汽车，然后交流发电机会为电池充电并发动电子系统。在其余时间里，“起动电动机”是静负荷。但发电机和电动机的基本设计相同，主要区别仅在于功率流的方向不同而已。 目前的“起动电动机”是直流电动机，但是使用功率MOSFET便可轻易将直流电源(如电池)转换成交流电源来驱动交流电动机。发动机一旦运转后，同一个MOSFET可以将产生的交流电转换成直流来为电子系统供电，所有这些可以只需要使用一个起动器/交流发电机和一个MOSFET电路来实现。对于3，000瓦的汽车负载设计，新型低阻抗功率MOSFET在整个过程中的损耗低于10瓦。 系统革新的另一个示例是动力转向系统。普通的动力转向系统采用放大方式来减少转动方向盘所需的力量，这种方式使用了液压动力转向泵系统操作。具有固定放大比例的动力转向装置有着严重的缺陷，如果系统设计是在车辆处于静止状态时减小转动车轮所需的力量，那么在较高速情况下便会失去转向操作的方向。普通的动力转向系统会机械化地连接至发动机的液压泵，并全时间运行，即使当汽车以直线行驶时也会消耗能量。 对发电机的固定负载可以利用完全的电子控制动力转向系统(EPS)消除，将电动机直接放置在齿轮齿条转向装置上，或放在小型车辆的转向柱上。这些电动机可由低RDS(ON)功率MOSFET有效地控制，从发动机消耗较少的能量，因而具有更高的能源和燃油效率。除了运作耗能较低外，这些系统更较普通的液压动力转向系统便宜5至10美元。全EPS系统也比普通液压动力转向系统轻巧，既减轻了重量也有助于提高燃油效率。 在传动系统中，传统的带力矩转换器的自动变速箱比手动传动系统多消耗5～10%的燃油。由先进功率半导体驱动的电动液压控制系统已经出现并且性能得到很大提高。力矩转换器无需再使用，因而可以降低功率消耗，但却仍然拥有液压泵和所有与液压系统相似的性能，自动手动变速箱能提供较手动方式更佳的燃油效率。自动手动变速箱将由先进功率沟道MOSFET控制的离合器和齿轮变化制动器安装在手动变速箱上，这是特为F1赛车而开发的，汽车驾驶者可像使用普通自动系统那样驾驶，而毋须任何操作上的转变，这样能降低燃油消耗达5～10%。 我们已经看到使用先进功率半导体器件，如沟道MOSFET驱动的电机取代真空刹车辅助装置的电动液压制动系统。此举促进了使用功率MOSFET的ABS系统的发展，车载电脑在遇上急停后检测到滑动时，即时进行刹车。图3展示了ABS系统的基本电路。在沟道MOSFET等先进功率半导体控制的电子制动器位于圆弯脚器或制动鼓时，最终可使用电子制动装置。电子制动可实现稳定的控制，并分别对个别车轮进行制动，以纠正任何滑行倾向。 全新的低RDS(ON)功率MOSFET是提高各式系统效率的关键元素，从而能设计出更轻巧、高效的系统替代旧式的沉重系统，提供更多功能和提升车辆的整体安全性。所节省的能量更可转化为行驶里数，或为汽车增添更多的功能选项。事实上，许多新功能的设计目的均在于减少能量消耗，因此多会使用新型低RDS(ON)功率MOSFET，例如为乘客而设的总台娱乐系统和提供更佳道路照明的HID系统等。