為什么MOSFET的尺寸能越小越好?MOSFET的尺寸變小意味柵極面積減少,如此可以降低等效的柵極電容。此外,越小的柵極通常會有更薄的柵極氧化層,這可以讓前面提到的通道單位電阻值降低。不過這樣的改變同時會讓柵極電容反而變得較大,但是和減少的通道電阻相比,獲得的好處仍然多過壞處,而MOSFET在尺寸縮小后的切換速度也會因為上面兩個因素加總而變快。MOSFET的面積越小,制造芯片的成本就可以降低,在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。一片集成電路制程使用的晶圓尺寸是固定的,所以如果芯片面積越小,同樣大小的晶圓就可以產(chǎn)出更多的芯片,于是成本就變得更低了。數(shù)字電路對MOSFET的幫助:使得MOSFET操作速度越來越快,成為各種半導(dǎo)體主動元件中較快的一種。無錫高壓MOSFET技術(shù)參數(shù)
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,漏源極之間無電流流過。導(dǎo)電:在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開,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(開啟電壓或閾值電壓)時,柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度,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。南通P-CHANNELMOSFETMOSFET較常見的設(shè)計是以一條直線表示通道,兩條和通道垂直的線表示源極與漏極。
數(shù)字電路對MOSFET的幫助:數(shù)字科技的進(jìn)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(dǎo)體主動元件中較快的一種。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(jié)構(gòu)較大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(zhuǎn)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(dǎo)通的狀態(tài)下,另一種必定是截止?fàn)顟B(tài),這使得從電源端到接地端不會有直接導(dǎo)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。
從名字表面的角度來看MOSFET的命名,事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET里 “metal”的 個字母M在當(dāng)下大部分同類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。在處理器中,多晶硅柵已經(jīng)不是主流技術(shù),從英特爾采用45納米線寬的P1266處理器開始,柵極開始重新使用金屬。MOSFET在概念上屬于“絕緣柵極場效晶體管”(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效晶體管元件時比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是MOSFET。理論上MOSFET的柵極應(yīng)該盡可能選擇電性良好的導(dǎo)體。
MOSFET參數(shù):Vgs,柵源極較大驅(qū)動電壓,這也是MOSFET的一個極限參數(shù),表示MOSFET所能承受的較大驅(qū)動電壓,一旦驅(qū)動電壓超過這個極限值,即使在極短的時間內(nèi)也會對柵極氧化層產(chǎn)生長久性傷害。一般來說,只要驅(qū)動電壓不超過極限,就不會有問題。但是,某些特殊場合,因為寄生參數(shù)的存在,會對Vgs電壓產(chǎn)生不可預(yù)料的影響,需要格外注意。SOA,安全工作區(qū),每種MOSFET都會給出其安全工作區(qū)域,不同雙極型晶體管,功率MOSFET不會表現(xiàn)出二次擊穿,因此安全運行區(qū)域只簡單從導(dǎo)致結(jié)溫達(dá)到較大允許值時的耗散功率定義。MOSFET的兩種類型通常又稱為NMOSFET與PMOSFET。杭州低壓P管MOSFET
MOSFET依照其“通道”(工作載流子)的極性不同,可分為“N型”與“P型” 的兩種類型。無錫高壓MOSFET技術(shù)參數(shù)
功率MOSFET參數(shù)介紹:EAS-單脈沖雪崩擊穿能量,如果電壓過沖值(通常由于漏電流和雜散電感造成)未超過擊穿電壓,則器件不會發(fā)生雪崩擊穿,因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。雪崩擊穿能量標(biāo)定了器件可以容忍的瞬時過沖電壓的安全值,其依賴于雪崩擊穿需要消散的能量。定義額定雪崩擊穿能量的器件通常也會定義額定EAS。額定雪崩擊穿能量與額定UIS具有相似的意義。EAS標(biāo)定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。L是電感值,iD為電感上流過的電流峰值,其會突然轉(zhuǎn)換為測量器件的漏極電流。電感上產(chǎn)生的電壓超過MOSFET擊穿電壓后,將導(dǎo)致雪崩擊穿。雪崩擊穿發(fā)生時,即使 MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài),電感上的電流同樣會流過MOSFET器件。電感上所儲存的能量與雜散電感上存儲,由MOSFET消散的能量類似。MOSFET并聯(lián)后,不同器件之間的擊穿電壓很難完全相同。通常情況是:某個器件率先發(fā)生雪崩擊穿,隨后所有的雪崩擊穿電流(能量)都從該器件流過。無錫高壓MOSFET技術(shù)參數(shù)
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