MOSFET在生活中是很常見的,MOSFET的柵極材料:MOSFET的臨界電壓(threshold voltage)主要由柵極與通道材料的功函數(shù)(work function)之間的差異來決定,而因?yàn)槎嗑Ч璞举|(zhì)上是半導(dǎo)體,所以可以藉由摻雜不同極性的雜質(zhì)來改變其功函數(shù)。更重要的是,因?yàn)槎嗑Ч韬偷紫伦鳛橥ǖ赖墓柚g能隙(bandgap)相同,因此在降低PMOS或是NMOS的臨界電壓時(shí)可以藉由直接調(diào)整多晶硅的功函數(shù)來達(dá)成需求。反過來說,金屬材料的功函數(shù)并不像半導(dǎo)體那么易于改變,如此一來要降低MOSFET的臨界電壓就變得比較困難。而且如果想要同時(shí)降低PMOS和NMOS的臨界電壓,將需要兩種不同的金屬分別做其柵極材料,對于制程又是一個很大的變量。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。張家港低壓N+PMOSFET
常用于MOSFET的電路符號有很多種變化,較常見的設(shè)計(jì)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,左方和通道平行而且較短的線表示柵極,有時(shí)也會將表示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(Bulk或是Body)。MOSFET電路符號中,從通道往右延伸的箭號方向則可表示此元件為N型或是P型的MOSFET。無錫低壓N+NMOSFET定制過去數(shù)十年來,MOSFET的尺寸不斷地變小。
MOSFET場效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù),但一般使用時(shí)關(guān)注以下主要參數(shù):1、IDSS—飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時(shí)的漏源電流。2、UP—夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。3、UT—開啟電壓。是指增強(qiáng)型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。4、gM—跨導(dǎo)。是表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM是衡量場效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。
過去數(shù)十年來,MOSFET的尺寸不斷地變小。早期的集成電路MOSFET制程里,通道長度約在幾個微米(micrometer)的等級。但是到了 的集成電路制程,這個參數(shù)已經(jīng)縮小了幾十倍甚至超過一百倍。2006年初,Intel開始以65納米(nanometer)的技術(shù)來制造新一代的微處理器,實(shí)際的元件通道長度可能比這個數(shù)字還小一些。至90年代末,MOSFET尺寸不斷縮小,讓集成電路的效能 提升,而從歷史的角度來看,這些技術(shù)上的突破和半導(dǎo)體制程的進(jìn)步有著密不可分的關(guān)系。在MOSFET器件應(yīng)用時(shí)必須掌握在應(yīng)用中如何保護(hù)器件,不使器件在瞬態(tài)變化中受損害。
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,使封裝減小兩個管殼規(guī)格。由于COOLMOS管芯厚度單為常規(guī)MOSFET的1/3,使TO-220封裝RTHJC從常規(guī)1℃/W降到0.6℃/W;額定功率從125W上升到208W,使管芯散熱能力提高。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。張家港低壓N+PMOSFET
MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的大優(yōu)勢是對直流(DC)信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大。張家港低壓N+PMOSFET
MOSFET的柵極材料有哪些? 理論上MOSFET的柵極應(yīng)該盡可能選擇電性良好的導(dǎo)體,多晶硅在經(jīng)過重?fù)诫s之后的導(dǎo)電性可以用在MOSFET的柵極上,但是并非完美的選擇。MOSFET使用多晶硅作為的理由如下:硅—二氧化硅接面經(jīng)過多年的研究,已經(jīng)證實(shí)這兩種材料之間的缺陷(defect)是相對而言比較少的。反之,金屬—絕緣體接面的缺陷多,容易在兩者之間形成很多表面能階,大為影響元件的特性。 多晶硅的融點(diǎn)比大多數(shù)的金屬高,而在現(xiàn)代的半導(dǎo)體制程中習(xí)慣在高溫下沉積柵極材料以增進(jìn)元件效能。金屬的融點(diǎn)低,將會影響制程所能使用的溫度上限。張家港低壓N+PMOSFET
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