MOSFET中米勒效應(yīng)分析:MOSFET中柵-漏間電容,構(gòu)成輸入(GS)輸出(DS)的反饋回路,MOSFET中的米勒效應(yīng)就形成了。幾乎所有的MOSFET規(guī)格書中,會給出柵極電荷的參數(shù)。柵極電荷讓設(shè)計者很容易計算出驅(qū)動電路開啟MOSFET所需要的時,Q=I*t間。例如一個器件柵極電荷Qg為20nC,如果驅(qū)動電路提供1mA充電電流的話,需要20us來開通該器件;如果想要在20ns就開啟,則需要把驅(qū)動能力提高到1A。如果利用輸入電容的話,就沒有這么方便的計算開關(guān)速度了。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。西安高壓P管MOSFET廠家 場...
MOSFET相關(guān)知識:MOS(Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),F(xiàn)ET(Field Effect Transistor場效應(yīng)晶體管),即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體(S)的場效應(yīng)晶體管。功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號,它可分為 NPN型和PNP型。NPN型通常稱為N溝道型,PNP型通常稱P溝道型。對于N溝道型的場效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上,同樣對于P 溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場效應(yīng)管,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱場電壓)控制,可以認(rèn)為...
對這個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)一個正電壓施加在柵極上,帶負(fù)電的電子就會被吸引至表面,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。如果這個電壓被移除,或是放上一個負(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。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。特別要說明的是,源極在MOS...
常見的MOSFET技術(shù):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(yīng)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(zhuǎn)換的控制。耗盡型MOSFET,一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強(qiáng)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(guān)閉通道,則必須在柵極施加負(fù)電壓。耗盡型MO...
隨著MOSFET技術(shù)的不斷演進(jìn),現(xiàn)在的CMOS技術(shù)也已經(jīng)可以符合很多模擬電路的規(guī)格需求。再加上MOSFET因為結(jié)構(gòu)的關(guān)系,沒有BJT的一些致命缺點(diǎn),如熱破壞(thermal runaway)。另外,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(poly resistor),或是MOS電容本身可以用來取代常用的多晶硅—絕緣體—多晶硅電容(PIP capacitor),甚至在適當(dāng)?shù)碾娐房刂葡驴梢员憩F(xiàn)出電感(inductor)的特性,這些好處都是BJT很難提供的。也就是說,MOSFET除了扮演原本晶體管的角色外,也可以用來作為模擬電路中大量使用的被動元件(passive...
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(yùn)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在導(dǎo)通時的通道電阻低,而截止時的電阻近乎無限大,所以適合作為模擬信號的開關(guān)。...
為何要把MOSFET的尺寸縮???基于以下幾個理由,我們希望MOSFET的尺寸能越小越好。第1,越小的MOSFET象征其通道長度減少,讓通道的等效電阻也減少,可以讓更多電流通過。雖然通道寬度也可能跟著變小而讓通道等效電阻變大,但是如果能降低單位電阻的大小,那么這個問題就可以解決。其次,MOSFET的尺寸變小意味著柵極面積減少,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。第三...
雙重MOSFET(CMOS)開關(guān):為了改善單一MOSFET開關(guān)造成信號失真的缺點(diǎn),于是使用一個PMOS加上一個NMOS的CMOS開關(guān)成為普遍的做法。CMOS開關(guān)將PMOS與NMOS的源極與漏極分別連接在一起,而基極的接法則和NMOS與PMOS的傳統(tǒng)接法相同。當(dāng)輸入電壓在(VDD-Vthn)和(VSS+Vthp)時,PMOS與NMOS都導(dǎo)通,而輸入小于(VSS+Vthp)時,只有NMOS導(dǎo)通,輸入大于(VDD-Vthn)時只有PMOS導(dǎo)通。這樣做的好處是在大部分的輸入電壓下,PMOS與NMOS皆同時導(dǎo)通,如果任一邊的導(dǎo)通電阻上升,則另一邊的導(dǎo)通電阻就會下降,所以開關(guān)的電阻幾乎可以保持定值,減少信...
一個NMOS晶體管的立體截面圖左圖是一個N型 MOSFET(以下簡稱NMOS)的截面圖。如前所述,MOSFET的 是位于 的MOS電容,而左右兩側(cè)則是它的源極與漏極。源極與漏極的特性必須同為N型(即NMOS)或是同為P型(即PMOS)。右圖NMOS的源極與漏極上標(biāo)示的“N+” 著兩個意義:⑴N 摻雜(doped)在源極與漏極區(qū)域的雜質(zhì)極性為N;⑵“+” 這個區(qū)域為高摻雜濃度區(qū)域(heavily doped region),也就是此區(qū)的電子濃度遠(yuǎn)高于其他區(qū)域。在源極與漏極之間被一個極性相反的區(qū)域隔開,也就是所謂的基極(或稱基體)區(qū)域。如果是NMOS,那么其基體區(qū)的摻雜就是P型。反之對PMOS而言...
MOSFET常常用在頻率較高的場合。開關(guān)損耗在頻率提高時愈來愈占主要位置。降低柵電荷,可有效降低開關(guān)損耗。為了降低柵電荷,從減小電容的角度很容易理解在制造上應(yīng)采取的措施。為減小電容,增加絕緣層厚度(在這兒是增加氧化層厚度)當(dāng)然是措施之一。減低電容板一側(cè)的所需電荷(現(xiàn)在是降低溝道區(qū)的攙雜濃度)也是一個相似的措施。此外,就需要縮小電容板的面積,這也就是要減小柵極面積。縮小原胞面積增加原胞密度從單個原胞來看,似乎可以縮小多晶層的寬度,但從整體來講,其總的柵極覆蓋面積實際上是增加的。從這一點(diǎn)來看,增加原胞密度和減小電容有一定的矛盾。MOS電容的特性有哪些?太倉低壓N管MOSFET廠家MOSFET工作原...
MOSFET的重要部位:金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容,金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為重要,氧化層的材料多半是二氧化硅,其下是作為基極的硅,而其上則是作為柵極的多晶硅。這樣子的結(jié)構(gòu)正好等于一個電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(zhì)(dielectric material)的角色,而電容值由氧化層的厚度與二氧化硅的介電常數(shù)(dielectric constant)來決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個端點(diǎn)。采用MOSFET實現(xiàn)模擬電路不但可以滿足規(guī)格上的需求,還可以有效縮小芯片的面積,降低生產(chǎn)成本。深圳低壓N+NMOSFET失...
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)連接起來形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)VGS電壓太低時,感應(yīng)出來的負(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,漏源之間仍然無電流ID。當(dāng)VGS增加到一定值時,其感應(yīng)的負(fù)電荷把兩個分離的N區(qū)溝通形成N溝道,這個臨界電壓稱為開啟電壓(或稱閾值電壓、門限電壓),用符號VT表示(一般規(guī)定在ID=10uA時的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...
單一MOSFET開關(guān)當(dāng)NMOS用來做開關(guān)時,其基極接地,柵極為控制開關(guān)的端點(diǎn)。當(dāng)柵極電壓減去源極電壓超過其導(dǎo)通的臨界電壓時,此開關(guān)的狀態(tài)為導(dǎo)通。柵極電壓繼續(xù)升高,則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關(guān)時操作在線性區(qū),因為源極與漏極的電壓在開關(guān)為導(dǎo)通時會趨向一致。PMOS做開關(guān)時,其基極接至電路里電位 的地方,通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時,PMOS開關(guān)會打開。NMOS開關(guān)能容許通過的電壓上限為(Vgate-Vthn),而PMOS開關(guān)則為(Vgate+Vthp),這個值通常不是信號原本的電壓振幅,也就是說單一MOSFET開關(guān)會有讓信號振幅變小、信號失真的缺點(diǎn)。MOSFET...
隨半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,對于整合更多功能至單一芯片的需求也跟著大幅提升,此時用MOSFET設(shè)計模擬電路的一個優(yōu)點(diǎn)也隨之浮現(xiàn)。為了減少在印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)上使用的集成電路數(shù)量、減少封裝成本與縮小系統(tǒng)的體積,很多原本單獨(dú)的類比芯片與數(shù)位芯片被整合至同一個芯片內(nèi)。MOSFET原本在數(shù)位集成電路上就有很大的競爭優(yōu)勢,在類比集成電路上也大量采用MOSFET之后,把這兩種不同功能的電路整合起來的困難度也明顯的下降。另外像是某些混合信號電路(Mixed-signal circuits),如類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,...
功率MOSFET的驅(qū)動通常要求:觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度;②開通時以低電阻力柵極電容充電,關(guān)斷時為柵極提供低 電阻放電回路,以提高功率MOSFET的開關(guān)速度;③為了使功率MOSFET可靠觸發(fā)導(dǎo)通,觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)高于管子的開啟電壓,為了防止誤導(dǎo)通,在其截止 時應(yīng)提供負(fù)的柵源電壓;④功率開關(guān)管開關(guān)時所需驅(qū)動電流為柵極電容的充放電電流,功率管極間電容越大,所需電流越大,即帶負(fù)載能力越大。功率MOSFET屬于電壓型控制器件,只要柵極和源極之間施加的電壓超過其閥值電壓就會導(dǎo)通。由于MOSFET存在結(jié)電容,關(guān)斷時其漏源兩端電壓的突然上升將會通過結(jié)電容在柵源兩端產(chǎn)生干擾電壓。常用的互補(bǔ)驅(qū)動電路的...
內(nèi)建橫向電場MOSFET的主要特性:(1)導(dǎo)通電阻的降低:INFINEON的內(nèi)建橫向電場的MOSFET,耐壓600V和800V,與常規(guī)MOSFET器件相比,相同的管芯面積,導(dǎo)通電阻分別下 降到常規(guī)MOSFET的1/5, 1/10;相同的額定電流,導(dǎo)通電阻分別下降到1/2和約1/3。在額定結(jié)溫、額定電流條件下,導(dǎo)通電壓分別從12.6V,19.1V下降到 6.07V,7.5V;導(dǎo)通損耗下降到常規(guī)MOSFET的1/2和1/3。由于導(dǎo)通損耗的降低,發(fā)熱減少,器件相對較涼,故稱COOLMOS。(2)封裝的減小和熱阻的降低,相同額定電流的COOLMOS的管芯較常規(guī)MOSFET減小到1/3和1/4,使封裝減...
當(dāng)芯片上的晶體管數(shù)量大幅增加后,有一個無法避免的問題也跟著發(fā)生了,那就是芯片的發(fā)熱量也大幅增加。一般的集成電路元件在高溫下操作可能會導(dǎo)致切換速度受到影響,或是導(dǎo)致可靠度與壽命的問題。在一些發(fā)熱量非常高的集成電路芯片如微處理器,需要使用外加的散熱系統(tǒng)來緩和這個問題。在功率晶體管(Power MOSFET)的領(lǐng)域里,通道電阻常常會因為溫度升高而跟著增加,這樣也使得在元件中pn-接面(pn-junction)導(dǎo)致的功率損耗增加。假設(shè)外置的散熱系統(tǒng)無法讓功率晶體管的溫度保持在夠低的水平,很有可能讓這些功率晶體管遭到熱破壞(thermal runaway)的命運(yùn)。Power MOSFET全稱功率場效應(yīng)晶...
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,這里就不一一介紹了。要使增強(qiáng)型N溝道MOSFET工作,要在G、S之間加正電壓VGS及在D、S之間加正電壓VDS,則產(chǎn)生正向工作電流ID。改變VGS的電壓可控制工作電流ID。若先不接VGS(即VGS=0),在D與S極之間加一正電壓VDS,漏極D與襯底之間的PN結(jié)處于反向,因此漏源之間不能導(dǎo)電。MOSFET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...
與常規(guī)MOSFET結(jié)構(gòu)不同,內(nèi)建橫向電場的MOSFET嵌入垂直P區(qū)將垂直導(dǎo)電區(qū)域的N區(qū)夾在中間,使MOSFET關(guān)斷時,垂直的P與N之間建立橫向電場,并且垂直導(dǎo)電區(qū)域的N摻雜濃度高于其外延區(qū)N-的摻雜濃度。 當(dāng)VGS<VTH時,由于被電場反型而產(chǎn)生的N型導(dǎo)電溝道不能形成,并且D,S間加正電壓,使MOSFET內(nèi)部PN結(jié)反偏形成耗盡層,并將垂直導(dǎo)電的N 區(qū)耗盡。這個耗盡層具有縱向高阻斷電壓,這時器件的耐壓取決于P與N-的耐壓。因此N-的低摻雜、高電阻率是必需的。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。廈門低壓N+PMOSFET價格隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的...
功率MOSFET是電壓型驅(qū)動器件,沒有少數(shù)載流子的存貯效應(yīng),輸入阻抗高,因而開關(guān)速度可以很高,驅(qū)動功率小,電路簡單。但功率MOSFET的極間電容較大,輸入電容CISS、輸出電容COSS和反饋電容CRSS與極間電容的關(guān)系可表述為:功率MOSFET的柵極輸入端相當(dāng)于一個容性網(wǎng)絡(luò),它的工作速度與驅(qū)動源內(nèi)阻抗有關(guān)。由于 CISS的存在,靜態(tài)時柵極驅(qū)動電流幾乎為零,但在開通和關(guān)斷動態(tài)過程中,仍需要一定的驅(qū)動電流。假定開關(guān)管飽和導(dǎo)通需要的柵極電壓值為VGS,開關(guān)管的開通時間TON包括開通延遲時間TD和上升時間TR兩部分。開關(guān)管關(guān)斷過程中,CISS通過ROFF放電,COSS由RL充電,COSS較大,VDS(...
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。此曲線稱為轉(zhuǎn)換特性。因此在一定范圍內(nèi)可以認(rèn)為,改變VGS來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,ID=0,稱這種MOSFET為增強(qiáng)型。另一類MOSFET,在VGS=0時也有一定的ID(稱為IDSS),這種MOSFET稱為耗盡型。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)。耗盡型與增強(qiáng)型主要區(qū)別是在制造SiO2絕緣層中有大量的正離子,使在P型襯底的界面上感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,即在兩個N型區(qū)中間的P型硅內(nèi)形成一N型硅薄層而形成一導(dǎo)電溝道,所以...
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,通常又稱為NMOSFET與PMOSFET,其他簡稱上包括NMOS、PMOS等。平面N溝道增強(qiáng)型NMOSFET的剖面圖。它用一塊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孔,用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內(nèi)做成三個電極:G(柵極)、S(源極)及D(漏極)金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET...
MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的另外一大優(yōu)勢是對直流(DC)信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大(等效于開路),也就是理論上不會有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點(diǎn),而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET和他們 主要的競爭對手BJT相較之下更為省電,而且也更易于驅(qū)動。在CMOS邏輯電路里,除了負(fù)責(zé)驅(qū)動芯片外負(fù)載(off-chip load)的驅(qū)動器(driver)外,每一級的邏輯門都只要面對同樣是MOSFET的柵極,如此一來較不需考慮邏輯門本身的驅(qū)動力。相較之下,BJT的邏輯電路(例如 常見的TTL)就沒有這些優(yōu)勢。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設(shè)計工程師而言亦...
要使增強(qiáng)型N溝道MOSFET工作,要在G、S之間加正電壓VGS及在D、S之間加正電壓VDS,則產(chǎn)生正向工作電流ID。改變VGS的電壓可控制工作電流ID。如圖2所示。若先不接VGS(即VGS=0),在D與S極之間加一正電壓VDS,漏極D與襯底之間的PN結(jié)處于反向,因此漏源之間不能導(dǎo)電。如果在柵極G與源極S之間加一電壓VGS。此時可以將柵極與襯底看作電容器的兩個極板,而氧化物絕緣層作為電容器的介質(zhì)。當(dāng)加上VGS時,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,所以稱為“反型層”,這反型層有可能將漏與源的兩N型區(qū)...
單一MOSFET開關(guān)當(dāng)NMOS用來做開關(guān)時,其基極接地,柵極為控制開關(guān)的端點(diǎn)。當(dāng)柵極電壓減去源極電壓超過其導(dǎo)通的臨界電壓時,此開關(guān)的狀態(tài)為導(dǎo)通。柵極電壓繼續(xù)升高,則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關(guān)時操作在線性區(qū),因為源極與漏極的電壓在開關(guān)為導(dǎo)通時會趨向一致。PMOS做開關(guān)時,其基極接至電路里電位 的地方,通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時,PMOS開關(guān)會打開。NMOS開關(guān)能容許通過的電壓上限為(Vgate-Vthn),而PMOS開關(guān)則為(Vgate+Vthp),這個值通常不是信號原本的電壓振幅,也就是說單一MOSFET開關(guān)會有讓信號振幅變小、信號失真的缺點(diǎn)。理論上MOS...
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...
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。此曲線稱為轉(zhuǎn)換特性。因此在一定范圍內(nèi)可以認(rèn)為,改變VGS來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,ID=0,稱這種MOSFET為增強(qiáng)型。另一類MOSFET,在VGS=0時也有一定的ID(稱為IDSS),這種MOSFET稱為耗盡型。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)。耗盡型與增強(qiáng)型主要區(qū)別是在制造SiO2絕緣層中有大量的正離子,使在P型襯底的界面上感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,即在兩個N型區(qū)中間的P型硅內(nèi)形成一N型硅薄層而形成一導(dǎo)電溝道,所以...
MOSFET的尺寸縮小后出現(xiàn)的困難把MOSFET的尺寸縮小到一微米以下對于半導(dǎo)體制程而言是個挑戰(zhàn),不過新挑戰(zhàn)多半來自尺寸越來越小的MOSFET元件所帶來過去不曾出現(xiàn)的物理效應(yīng)。次臨限傳導(dǎo)由于MOSFET柵極氧化層的厚度也不斷減少,所以柵極電壓的上限也隨之變少,以免過大的電壓造成柵極氧化層崩潰(breakdown)。為了維持同樣的性能,MOSFET的臨界電壓也必須降低,但是這也造成了MOSFET越來越難以完全關(guān)閉。也就是說,足以造成MOSFET通道區(qū)發(fā)生弱反轉(zhuǎn)的柵極電壓會比從前更低,于是所謂的次臨限電流(subthreshold current)造成的問題會比過去更嚴(yán)重,特別是 的集成電路芯片所...
MOSFET的 :金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為 (如前所述, 的MOSFET多半以多晶硅取代金屬作為其柵極材料),氧化層的材料多半是二氧化硅,其下是作為基極的硅,而其上則是作為柵極的多晶硅。這樣子的結(jié)構(gòu)正好等于一個電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(zhì)(dielectric material)的角色,而電容值由氧化層的厚度與二氧化硅的介電常數(shù)(dielectric constant)來決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個端點(diǎn)。MOSFET電壓和電流的選擇,額定電壓越大,器件的成本就越高。上海D...
內(nèi)建橫向電場MOSFET的主要特性:(1)導(dǎo)通電阻的降低:INFINEON的內(nèi)建橫向電場的MOSFET,耐壓600V和800V,與常規(guī)MOSFET器件相比,相同的管芯面積,導(dǎo)通電阻分別下 降到常規(guī)MOSFET的1/5, 1/10;相同的額定電流,導(dǎo)通電阻分別下降到1/2和約1/3。在額定結(jié)溫、額定電流條件下,導(dǎo)通電壓分別從12.6V,19.1V下降到 6.07V,7.5V;導(dǎo)通損耗下降到常規(guī)MOSFET的1/2和1/3。由于導(dǎo)通損耗的降低,發(fā)熱減少,器件相對較涼,故稱COOLMOS。(2)封裝的減小和熱阻的降低,相同額定電流的COOLMOS的管芯較常規(guī)MOSFET減小到1/3和1/4,使封裝減...