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深圳MOSFET

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-05-02

常用于MOSFET的電路符號(hào)有很多種變化, 常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是以一條直線 通道,兩條和通道垂直的線 源極與漏極,左方和通道平行而且較短的線 柵極,如下圖所示。有時(shí)也會(huì)將 通道的直線以破折線代替,以區(qū)分增強(qiáng)型MOSFET(enhancement mode MOSFET)或是耗盡型MOSFET(depletion mode MOSFET)另外又分為NMOSFET和PMOSFET兩種類(lèi)型,電路符號(hào)如圖所示(箭頭的方向不同)。由于集成電路芯片上的MOSFET為四端元件,所以除了柵極、源極、漏極外,尚有一基極(Bulk或是Body)。MOSFET電路符號(hào)中,從通道往右延伸的箭號(hào)方向則可表示此元件為N型或是P型的MOSFET。箭頭方向永遠(yuǎn)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(jiǎn)稱(chēng)PMOS( 此元件的通道為P型)由于集成電路芯片上的MOSFET為四端元件,所以除了柵極、源極、漏極外,尚有一基極。深圳MOSFET

 在絕緣層和柵極界面上感應(yīng)出正電荷,而在絕緣層和P型襯底界面上感應(yīng)出負(fù)電荷。這層感應(yīng)的負(fù)電荷和P型襯底中的多數(shù)載流子(空穴)的極性相反,所以稱(chēng)為“反型層”,這反型層有可能將漏與源的兩N型區(qū)連接起來(lái)形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)VGS電壓太低時(shí),感應(yīng)出來(lái)的負(fù)電荷較少,它將被P型襯底中的空穴中和,因此在這種情況時(shí),漏源之間仍然無(wú)電流ID。當(dāng)VGS增加到一定值時(shí),其感應(yīng)的負(fù)電荷把兩個(gè)分離的N區(qū)溝通形成N溝道,這個(gè)臨界電壓稱(chēng)為開(kāi)啟電壓(或稱(chēng)閾值電壓、門(mén)限電壓),用符號(hào)VT表示(一般規(guī)定在ID=10uA時(shí)的VGS作為VT)。當(dāng)VGS繼續(xù)增大,負(fù)電荷增加,導(dǎo)電溝道擴(kuò)大,電阻降低,ID也隨之增加,并且呈較好線性關(guān)系,如圖3所示。此曲線稱(chēng)為轉(zhuǎn)換特性。因此在一定范圍內(nèi)可以認(rèn)為,改變VGS來(lái)控制漏源之間的電阻,達(dá)到控制ID的作用。由于這種結(jié)構(gòu)在VGS=0時(shí),ID=0,稱(chēng)這種MOSFET為增強(qiáng)型。另一類(lèi)MOSFET,在VGS=0時(shí)也有一定的ID(稱(chēng)為IDSS),這種MOSFET稱(chēng)為耗盡型。它的結(jié)構(gòu)如圖4所示,它的轉(zhuǎn)移特性如圖5所示。VP為夾斷電壓(ID=0)。蘇州N-CHANNELMOSFETMOSFET本身的操作速度越來(lái)越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中極快的一種。

場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱(chēng)之為單極型器件,而雙極結(jié)型晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。因此被稱(chēng)之為雙極型器件。4、場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了 的應(yīng)用。MOSFET在1960年由貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Lab.)的D. Kahng和 Martin Atalla 實(shí)作成功,這種元件的操作原理和1947年蕭克萊(William Shockley)等人發(fā)明的雙載流子結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT)截然不同,且因?yàn)橹圃斐杀镜土c使用面積較小、高整合度的優(yōu)勢(shì),在大型集成電路(Large-Scale Integrated Circuits,LSI)或是超大型集成電路(Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI)的領(lǐng)域里,重要性遠(yuǎn)超過(guò)BJT。

NMOS邏輯同樣驅(qū)動(dòng)能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小,因此如果只在邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過(guò)NMOS邏輯雖然占的面積小,卻無(wú)法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態(tài)功率,因此在1980年代中期后已經(jīng)漸漸退出市場(chǎng)。功率MOSFET功率晶體管單元的截面圖。通常一個(gè)市售的功率晶體管都包含了數(shù)千個(gè)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(jié)構(gòu)上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結(jié)構(gòu),晶體管內(nèi)的各端點(diǎn)都離芯片表面只有幾個(gè)微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的結(jié)構(gòu),讓元件可以同時(shí)承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個(gè)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(guò)的電流則和元件的通道寬度有關(guān),通道越寬則能容納越多電流。MOSFET的重點(diǎn)參數(shù)有:金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容。

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(jié)J1反偏,漏源極之間無(wú)電流流過(guò)。導(dǎo)電:在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會(huì)有柵極電流流過(guò)。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開(kāi),而將P區(qū)中的少子—電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面,當(dāng)UGS大于UT(開(kāi)啟電壓或閾值電壓)時(shí),柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度,使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層,該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失,漏極和源極導(dǎo)電。值得一提的是采用平面式結(jié)構(gòu)的功率MOSFET也并非不存在,這類(lèi)元件主要用在高級(jí)的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區(qū)的特性比垂直結(jié)構(gòu)的MOSFET更好。垂直式功率MOSFET則取其導(dǎo)通電阻(turn-on resistance)非常小的優(yōu)點(diǎn),多半用來(lái)做開(kāi)關(guān)切換之用。MOSFET分為結(jié)型和絕緣柵型。杭州低壓N+NMOSFET封裝

MOSFET在線性區(qū)的壓控電阻特性亦可在集成電路里用來(lái)取代傳統(tǒng)的多晶硅電阻。深圳MOSFET

從名字表面的角度來(lái)看MOSFET的命名,事實(shí)上會(huì)讓人得到錯(cuò)誤的印象。因?yàn)镸OSFET里表示“metal”的第1個(gè)字母M在當(dāng)下大部分同類(lèi)的元件里是不存在的。早期MOSFET的柵極(gate electrode)使用金屬作為其材料,但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,隨后MOSFET柵極使用多晶硅取代了金屬。MOSFET在概念上屬于“絕緣柵極場(chǎng)效晶體管”(Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET),而IGFET的柵極絕緣層有可能是其他物質(zhì)而非MOSFET使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶硅柵極的場(chǎng)效晶體管元件時(shí)比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是MOSFET。深圳MOSFET

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