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P-CHANNELMOSFET開關管

來源: 發(fā)布時間:2022-04-25

常見的MOSFET技術:雙柵極MOSFET,雙柵極(dual-gate)MOSFET通常用在射頻(Radio Frequency,RF)集成電路中,這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應用上,雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數(shù)用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET,一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強型(enhancement mode)MOSFET少見。耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質(zhì)濃度,使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓,通道仍然存在。如果想要關閉通道,則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET的應用是在“常閉型”(normally-off)的開關,而相對的,加強式MOSFET則用在“常開型”(normally-on)的開關上。MOSFET作為開關時源極與漏極的分別和其他應用是不相同的,信號從MOSFET柵極以外的任一端進出。P-CHANNELMOSFET開關管

MOSFET的應用:數(shù)字科技的進步,如微處理器運算效能不斷提升,帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導體主動元件中極快的一種。MOSFET在數(shù)字信號處理上較主要的成功來自CMOS邏輯電路的發(fā)明,這種結構的好處是理論上不會有靜態(tài)的功率損耗,只有在邏輯門(logic gate)的切換動作時才有電流通過。CMOS邏輯門較基本的成員是CMOS反相器(inverter),而所有CMOS邏輯門的基本操作都如同反相器一樣,在邏輯轉換的瞬間同一時間內(nèi)必定只有一種晶體管(NMOS或是PMOS)處在導通的狀態(tài)下,另一種必定是截止狀態(tài),這使得從電源端到接地端不會有直接導通的路徑,大量節(jié)省了電流或功率的消耗,也降低了集成電路的發(fā)熱量。深圳高壓P管MOSFET定制過去數(shù)十年來,MOSFET的尺寸不斷地變小。

MOSFET的柵極材料有哪些? 理論上MOSFET的柵極應該盡可能選擇電性良好的導體,多晶硅在經(jīng)過重摻雜之后的導電性可以用在MOSFET的柵極上,但是并非完美的選擇。MOSFET使用多晶硅作為的理由如下:硅—二氧化硅接面經(jīng)過多年的研究,已經(jīng)證實這兩種材料之間的缺陷(defect)是相對而言比較少的。反之,金屬—絕緣體接面的缺陷多,容易在兩者之間形成很多表面能階,大為影響元件的特性。 多晶硅的融點比大多數(shù)的金屬高,而在現(xiàn)代的半導體制程中習慣在高溫下沉積柵極材料以增進元件效能。金屬的融點低,將會影響制程所能使用的溫度上限。

MOSFET箭頭方向永遠從P端指向N端,所以箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS(表示此元件的通道為P型);反之若箭頭從基極指向通道,則表示基極為P型,而通道為N型,此元件為N型的MOSFET,簡稱NMOS。在一般分布式MOSFET元件(discrete device)中,通常把基極和源極接在一起,故分布式MOSFET通常為三端元件。而在集成電路中的MOSFET通常因為使用同一個基極(common bulk),所以不標示出基極的極性,而在PMOS的柵極端多加一個圓圈以示區(qū)別。MOSFET有4種類型:P溝道增強型,P溝道耗盡型,N溝道增強型,N溝道耗盡型。MOSFET的重點參數(shù)有:金屬—氧化層—半導體電容。

選擇正確的MOSFET的方式:計算導通損耗,MOSFET器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計算,由于導通電阻隨溫度變化,因此功率耗損也會隨之按比例變化。對便攜式設計來說,采用較低的電壓比較容易 (較為普遍),而對于工業(yè)設計,可采用較高的電壓。注意RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。計算系統(tǒng)的散熱要求,設計人員必須考慮兩種不同的情況,即壞情況和真實情況。建議采用針對壞情況的計算結果,因為這 個結果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會失效。在MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測量數(shù)據(jù);比如封裝器件的半導體結與環(huán)境之間的熱阻,以及大的結溫。開關損耗其實也是一個很重要的指標。導通瞬間的電壓電流乘積相當大,一定程度上決定了器件的開關性能。不過,如果系統(tǒng)對開關性能要求比較高,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。MOSFET電路符號中,從通道往右延伸的箭號方向則可表示此元件為N型或是P型的MOSFET。杭州DUAL N-CHANNELMOSFET設計

MOSFET一般適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。P-CHANNELMOSFET開關管

功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數(shù)千個這樣的單元。主條目:功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結構,晶體管內(nèi)的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的結構,讓元件可以同時承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個功率MOSFET能耐受的電壓是雜質(zhì)摻雜濃度與N型磊晶層(epitaxial layer)厚度的函數(shù),而能通過的電流則和元件的通道寬度有關,通道越寬則能容納越多電流。對于一個平面結構的MOSFET而言,能承受的電流以及崩潰電壓的多寡都和其通道的長寬大小有關。對垂直結構的MOSFET來說,元件的面積和其能容納的電流成大約成正比,磊晶層厚度則和其崩潰電壓成正比。功率MOSFET的工作原理截止:漏源極間加正電源,柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結J1反偏,漏源極之間無電流流過。P-CHANNELMOSFET開關管

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