MOSFET里的氧化層位于其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度單有數(shù)十至數(shù)百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不過有些新的進(jìn)階制程已經(jīng)可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做為氧化層之用。當(dāng)一個(gè)夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極(source)之間時(shí),電場會(huì)在氧化層下方的半導(dǎo)體表面形成感應(yīng)電荷,而這時(shí)所謂的“反型層”(inversion channel)就會(huì)形成。通道的極性與其漏極(drain)與源極相同,假設(shè)漏極和源極是N型,那么通道也會(huì)是N型。通道形成后,MOSFET即可讓電流通過,而依據(jù)施于柵極的電壓值不同,可由MOSFET的通道流過的電流大小亦會(huì)受其控制而改變。箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS;無錫DUAL P-CHANNELMOSFET封裝
對這個(gè)NMOS而言,真正用來作為通道、讓載流子通過的只有MOS電容正下方半導(dǎo)體的表面區(qū)域。當(dāng)一個(gè)正電壓施加在柵極上,帶負(fù)電的電子就會(huì)被吸引至表面,形成通道,讓N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子—電子可以從源極流向漏極。如果這個(gè)電壓被移除,或是放上一個(gè)負(fù)電壓,那么通道就無法形成,載流子也無法在源極與漏極之間流動(dòng)。假設(shè)操作的對象換成PMOS,那么源極與漏極為P型、基體則是N型。在PMOS的柵極上施加負(fù)電壓,則半導(dǎo)體上的空穴會(huì)被吸引到表面形成通道,半導(dǎo)體的多數(shù)載流子—空穴則可以從源極流向漏極。假設(shè)這個(gè)負(fù)電壓被移除,或是加上正電壓,那么通道無法形成,一樣無法讓載流子在源極和漏極間流動(dòng)。特別要說明的是,源極在MOSFET里的意思是“提供多數(shù)載流子的來源”。對NMOS而言,多數(shù)載流子是電子;對PMOS而言,多數(shù)載流子是空穴。相對的,漏極就是接受多數(shù)載流子的端點(diǎn)。張家港低壓N+NMOSFET廠家MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中極快的一種。
MOSFET在導(dǎo)通時(shí)的通道電阻低,而截止時(shí)的電阻近乎無限大,所以適合作為模擬信號(hào)的開關(guān)(信號(hào)的能量不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)的電阻而損失太多)。MOSFET作為開關(guān)時(shí),其源極與漏極的分別和其他的應(yīng)用是不太相同的,因?yàn)樾盘?hào)可以從MOSFET柵極以外的任一端進(jìn)出。對NMOS開關(guān)而言,電壓 負(fù)的一端就是源極,PMOS則正好相反,電壓 正的一端是源極。MOSFET開關(guān)能傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到其柵極—源極、柵極—漏極,以及漏極到源極的電壓限制,如果超過了電壓的上限可能會(huì)導(dǎo)致MOSFET燒毀。MOSFET開關(guān)的應(yīng)用范圍很廣,舉凡需要用到取樣持有電路(sample-and-hold circuits)或是截波電路(chopper circuits)的設(shè)計(jì),例如類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(A/D converter)或是切換電容濾波器(switch-capacitor filter)上都可以見到MOSFET開關(guān)的蹤影。
MOSFET的結(jié)構(gòu):用一塊P型硅半導(dǎo)體材料作襯底,在其面上擴(kuò)散了兩個(gè)N型區(qū),再在上面覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層,在N區(qū)上方用腐蝕的方法做成兩個(gè)孔,用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個(gè)孔內(nèi)做成三個(gè)電極:G(柵極)、S(源極)及D(漏極),出柵極G與漏極D及源極S是絕緣的,D與S之間有兩個(gè)PN結(jié)。一般情況下,襯底與源極在內(nèi)部連接在一起,這樣,相當(dāng)于D與S之間有一個(gè)PN結(jié)。常見的N溝道增強(qiáng)型MOSFET的基本結(jié)構(gòu)圖。為了改善某些參數(shù)的特性,如提高工作電流、提高工作電壓、降低導(dǎo)通電阻、提高開關(guān)特性等有不同的結(jié)構(gòu)及工藝,構(gòu)成所謂VMOS、DMOS、TMOS等結(jié)構(gòu)。雖然有不同的結(jié)構(gòu),但其工作原理是相同的。一個(gè)完整的MOSFET結(jié)構(gòu)需要一個(gè)提供多數(shù)載流子的源極以及接受這些多數(shù)載流子的漏極。
MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被制造成增強(qiáng)型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管型號(hào)和增強(qiáng)型的P溝道MOS管型號(hào),所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。至于為什么不使用耗盡型的MOS管,不建議刨根問底。對于這兩種增強(qiáng)型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導(dǎo)通電阻小,且容易制造。所以開關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,一般都用NMOS。MOS管導(dǎo)通特性:導(dǎo)通的意思是作為開關(guān),相當(dāng)于開關(guān)閉合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng)),只要柵極電壓達(dá)到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高級(jí)驅(qū)動(dòng))。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高級(jí)驅(qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,價(jià)格貴,替換種類少等原因,在高級(jí)驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS。MOSFET在線性區(qū)的壓控電阻特性亦可在集成電路里用來取代傳統(tǒng)的多晶硅電阻。南通N-CHANNELMOSFET技術(shù)參數(shù)
為什么MOSFET的尺寸能越小越好?無錫DUAL P-CHANNELMOSFET封裝
MOSFET在生活中是比較常見的,MOSFET的相關(guān)介紹說明:MOSFET在國內(nèi)的命名法,第1種命名方法是使用“中國半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法”的第3、第4和第5部分來命名,其中的第3部分用字母CS表示場效應(yīng)管,第4部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件序號(hào),第5部分用漢語拼音字母表示規(guī)格號(hào)。例如CS2B、CS14A、CS45G等。第二種命名方法與雙極型三極管相同,第1位用數(shù)字表明電極數(shù);第二位用字母表明極性(其中D是N溝道,C是P溝道);第三位用字母表明類型(其中J表明結(jié)型場效應(yīng)管,O表明絕緣柵場效應(yīng)管)。無錫DUAL P-CHANNELMOSFET封裝
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