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南通P-CHANNELMOSFET技术参数

来源: 发布时间:2022年05月03日

功率MOSFET的工作原理:截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。导电:在栅源极间加正电压UGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面。当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。越来越多模拟信号处理的集成电路可以用MOSFET来实现。南通P-CHANNELMOSFET技术参数

NMOS逻辑同样驱动能力的NMOS通常比PMOS所占用的面积小,因此如果只在逻辑门的设计上使用NMOS的话也能缩小芯片面积。不过NMOS逻辑虽然占的面积小,却无法像CMOS逻辑一样做到不消耗静态功率,因此在1980年代中期后已经渐渐退出市场。功率MOSFET功率晶体管单元的截面图。通常一个市售的功率晶体管都包含了数千个这样的单元。主条目:功率晶体管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在结构上就有著 的差异。一般集成电路里的MOSFET都是平面式(planar)的结构,晶体管内的各端点都离芯片表面只有几个微米的距离。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的结构,让元件可以同时承受高电压与高电流的工作环境。一个功率MOSFET能耐受的电压是杂质掺杂浓度与N型磊晶层(epitaxial layer)厚度的函数,而能通过的电流则和元件的通道宽度有关,通道越宽则能容纳越多电流。南通P-CHANNELMOSFET技术参数在MOSFET器件应用时必须掌握在应用中如何保护器件,不使器件在瞬态变化中受损害。

常见的MOSFET技术:双栅极MOSFET,双栅极(dual-gate)MOSFET通常用在射频(Radio Frequency,RF)集成电路中,这种MOSFET的两个栅极都可以控制电流大小。在射频电路的应用上,双栅极MOSFET的第二个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的控制。耗尽型MOSFET,一般而言,耗尽型(depletion mode)MOSFET比前述的增强型(enhancement mode)MOSFET少见。耗尽型MOSFET在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度,使得这种MOSFET的栅极就算没有加电压,通道仍然存在。如果想要关闭通道,则必须在栅极施加负电压。耗尽型MOSFET的应用是在“常闭型”(normally-off)的开关,而相对的,加强式MOSFET则用在“常开型”(normally-on)的开关上。

为什么MOSFET的尺寸能越小越好?MOSFET的尺寸变小意味栅极面积减少,如此可以降低等效的栅极电容。此外,越小的栅极通常会有更薄的栅极氧化层,这可以让前面提到的通道单位电阻值降低。不过这样的改变同时会让栅极电容反而变得较大,但是和减少的通道电阻相比,获得的好处仍然多过坏处,而MOSFET在尺寸缩小后的切换速度也会因为上面两个因素加总而变快。MOSFET的面积越小,制造芯片的成本就可以降低,在同样的封装里可以装下更高密度的芯片。一片集成电路制程使用的晶圆尺寸是固定的,所以如果芯片面积越小,同样大小的晶圆就可以产出更多的芯片,于是成本就变得更低了。MOSFET箭头方向永远从P端指向N端。

MOSFET的结构:用一块P型硅半导体材料作衬底,在其面上扩散了两个N型区,再在上面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S(源极)及D(漏极),出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。一般情况下,衬底与源极在内部连接在一起,这样,相当于D与S之间有一个PN结。常见的N沟道增强型MOSFET的基本结构图。为了改善某些参数的特性,如提高工作电流、提高工作电压、降低导通电阻、提高开关特性等有不同的结构及工艺,构成所谓VMOS、DMOS、TMOS等结构。虽然有不同的结构,但其工作原理是相同的。MOSFET的临界电压是由栅极与通道材料的功函数之间的差异来决定的 。南通P-CHANNELMOSFET技术参数

MOSFET的栅极选择电性良好的导体,多晶硅在经过重掺杂之后的导电性可以用在MOSFET的栅极上。南通P-CHANNELMOSFET技术参数

常见的MOSFET设计是以一条直线 通道,两条和通道垂直的线 源极与漏极,左方和通道平行而且较短的线 栅极,如下图所示。有时也会将 通道的直线以破折线代替,以区分增强型MOSFET(enhancement mode MOSFET)或是耗尽型MOSFET(depletion mode MOSFET)另外又分为NMOSFET和PMOSFET两种类型,电路符号如图所示(箭头的方向不同)。由于集成电路芯片上的MOSFET为四端元件,所以除了栅极、源极、漏极外,尚有一基极(Bulk或是Body)。MOSFET电路符号中,从通道往右延伸的箭号方向则可表示此元件为N型或是P型的MOSFET。箭头方向永远从P端指向N端,所以箭头从通道指向基极端的为P型的MOSFET,或简称PMOS( 此元件的通道为P型);反之若箭头从基极指向通道,则 基极为P型,而通道为N型,此元件为N型的MOSFET,简称NMOS。在一般分布式MOSFET元件(discrete device)中,通常把基极和源极接在一起,故分布式MOSFET通常为三端元件。而在集成电路中的MOSFET通常因为使用同一个基极(common bulk),所以不标示出基极的极性,而在PMOS的栅极端多加一个圆圈以示区别(这是国外符号,国标符号见图)。南通P-CHANNELMOSFET技术参数

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