MOSFET參數:Vgs,柵源極較大驅動電壓,這也是MOSFET的一個極限參數,表示MOSFET所能承受的較大驅動電壓,一旦驅動電壓超過這個極限值,即使在極短的時間內也會對柵極氧化層產生長久性傷害。一般來說,只要驅動電壓不超過極限,就不會有問題。但是,某些特殊場合,因為寄生參數的存在,會對Vgs電壓產生不可預料的影響,需要格外注意。SOA,安全工作區,每種MOSFET都會給出其安全工作區域,不同雙極型晶體管,功率MOSFET不會表現出二次擊穿,因此安全運行區域只簡單從導致結溫達到較大允許值時的耗散功率定義。MOSFET計算系統的散熱要求,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。低壓N管M...
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出更多的芯片,于是成本就變得更低了。數字電路對MOSFET的幫助:使得MOSFET...
柵極氧化層漏電流增加柵極氧化層隨著MOSFET尺寸變小而越來越薄,主流的半導體制程中,甚至已經做出厚度 有1.2納米的柵極氧化層,大約等于5個原子疊在一起的厚度而已。在這種尺度下,所有的物理現象都在量子力學所規范的世界內,例如電子的穿隧效應(tunneling effect)。因為穿隧效應,有些電子有機會越過氧化層所形成的位能障壁(potential barrier)而產生漏電流,這也是 集成電路芯片功耗的來源之一。為了解決這個問題,有一些介電常數比二氧化硅更高的物質被用在柵極氧化層中。例如鉿(Hafnium)和鋯(Zirconium)的金屬氧化物(二氧化鉿、二氧化鋯)等高介電常數的物質均能有...
MOSFET的尺寸縮小后出現的困難把MOSFET的尺寸縮小到一微米以下對于半導體制程而言是個挑戰,不過新挑戰多半來自尺寸越來越小的MOSFET元件所帶來過去不曾出現的物理效應。次臨限傳導由于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越來越難以完全關閉。也就是說,足以造成MOSFET通道區發生弱反轉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重,特別是 的集成電路芯片所...
MOSFET的相關知識介紹:Power MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。主要優點:熱穩定性好、安全工作區大。缺點:擊穿電壓低,工作電流小。IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物。它的三個極分別是集電極(C)、發射極(E)和柵極(G)。特點:擊穿電壓可達1200V,集電極較大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達250kVA以上,工作頻率可達20kHz。Eoss,輸出容能量,表示輸出電容Coss在MOSFET存儲的能量大小。上海高壓N管MOSFET定制柵極氧化層隨著MOSFET尺...
MOSFET在導通時的通道電阻低,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(信號的能量不會因為開關的電阻而損失太多)。MOSFET作為開關時,其源極與漏極的分別和其他的應用是不太相同的,因為信號可以從MOSFET柵極以外的任一端進出。對NMOS開關而言,電壓 負的一端就是源極,PMOS則正好相反,電壓 正的一端是源極。MOSFET開關能傳輸的信號會受到其柵極—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導致MOSFET燒毀。MOSFET開關的應用范圍很廣,舉凡需要用到取樣持有電路(sample-and-hold circuits)或是截波電路(choppe...
如何選擇用于熱插拔的MOSFET?當電源與其負載突然斷開時,電路寄生電感元件上的大電流擺動會產生巨大的尖峰電壓,對電路上的電子元件造成十分不利的影響。與電池保護應用類似,此處MOSFET可以將輸入電源與其他電路隔離開來。但此時,FET的作用并不是立即斷開輸入與輸出之間的連接,而是減輕那些具有破壞力的浪涌電流帶來的嚴重后果。這需要通過一個控制器來調節輸入電壓(VIN)和輸出電壓(VOUT)之間MOSFET上的柵源偏壓,使MOSFET處于飽和狀態,從而阻止可能通過的電流。在一般分布式MOSFET元件中,通常把基極和源極接在一起,故分布式MOSFET通常為三端元件。杭州MOSFET設計DMOS是雙重...
MOSFET的應用:數字科技的進步,如微處理器運算效能不斷提升,帶給深入研發新一代MOSFET更多的動力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導體主動元件中極快的一種。MOSFET在數字信號處理上較主要的成功來自CMOS邏輯電路的發明,這種結構的好處是理論上不會有靜態的功率損耗,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,在邏輯轉換的瞬間同一時間內必定只有一種晶體管(NMOS或是PMOS)處在導通的狀態下,另一種必定是截止狀態,這使得從電源端到...
上海光宇睿芯微電子有限公司MOSFET日本命名法日本生產的半導體分立器件,由五至七部分組成。通常只用到個部分,其各部分的符號意義如下:部分:用數字表示器件有效電極數目或類型。0-光電(即光敏)二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結的其他器件、┄┄依此類推。第二部分:日本電子工業協會JEIA注冊標志。S-表示已在日本電子工業協會JEIA注冊登記的半導體分立器件。第三部分:用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可...
MOSFET的型號命名:場效應管通常有下列兩種命名方法。第1種命名方法是使用“中國半導體器件型號命名法”的第3、第4和第5部分來命名,其中的第3部分用字母CS表示場效應管,第4部分用阿拉伯數字表示器件序號,第5部分用漢語拼音字母表示規格號。例如CS2B、CS14A、CS45G等。第二種命名方法與雙極型三極管相同,第1位用數字表示電極數;第二位用字母表示極性(其中D是N溝道,C是P溝道);第三位用字母表示類型(其中J表示結型場效應管,O表示絕緣柵場效應管)。例如,3DJ6D是N溝道結型場效應三極管,3D06C是N溝道絕緣柵型場效應三極管。MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導體主動...
常見的N溝道增強型MOSFET的基本結構圖。為了改善某些參數的特性,如提高工作電流、提高工作電壓、降低導通電阻、提高開關特性等有不同的結構及工藝,構成所謂VMOS、DMOS、TMOS等結構。雖然有不同的結構,但其工作原理是相同的,這里就不一一介紹了。要使增強型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結處于反向,因此漏源之間不能導電。MOSFET的臨界電壓是由柵極與通道材料的功函數之間的差異來決定的 。上海低壓...
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。在射頻電路的應用上,雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強型(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。如果想要關閉通道,則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET 的應用是在“常閉型...
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里表示“metal”的第1個字母M在當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,但隨著半導體技術的進步,隨后MOSFET柵極使用多晶硅取代了金屬。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M...
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基區與N漂移區之間形成的PN結J1反偏,漏源極之間無電流流過。導電: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區中的空穴推開,而將P區中的少子—電子吸引到柵極下面的P區表面,當UGS大于UT(開啟電壓或閾值電壓)時,柵極下P區表面的電子濃度將超過空穴濃度,使P型半導體反型成N型而成為反型層,該反型層形成N溝道而使PN結J1消失,漏極和源極導電。值得一提的是采用平面式結構的功率MOSFET也并非不存在,這類元件主要用在高級的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區的特性比...
NMOS邏輯同樣驅動能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小,因此如果只在邏輯門的設計上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過NMOS邏輯雖然占的面積小,卻無法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態功率,因此在1980年代中期后已經漸漸退出市場。功率MOSFET功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數千個這樣的單元。主條目:功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結構,晶體管內的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的結構,讓元件可以同時承受高電...
NMOS邏輯同樣驅動能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小,因此如果只在邏輯門的設計上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過NMOS邏輯雖然占的面積小,卻無法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態功率,因此在1980年代中期后已經漸漸退出市場。功率MOSFET功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數千個這樣的單元。主條目:功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結構,晶體管內的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的結構,讓元件可以同時承受高電...
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十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不過有些新的進階制程已經可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做為氧化層之用。當一個夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極(source)之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時所謂的“反型層”(inversion channel)就會形成。通道的極性與其漏極(drain)與源極相同,假設漏極和源極是N型,那么通道也會是N型。通道形成后,MOSFET即可讓電流通過,而...
上海光宇睿芯微電子有限公司座落于上海浦東張江高科技園區內,是專業從事半導體過電壓保護器件、功率MOSFET器件、集成電路的設計與銷售的****,是國內掌握半導體過壓保護器件和集成電路設計技術的供應商之一。公司產品品種多,覆蓋范圍廣,已廣泛應用于通訊系統的接口保護、手機接口保護、掌上數碼產品接口保護、電源系統的過壓保護、鋰電池的BMS和電機驅動。TO-220F/TO-251/TO-252NPLMOS金屬-氧化物半導體場效應晶體管,簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)是一種可以使用在模擬...
MOSFET應用優勢:場效應晶體管是電壓控制元件,而雙極結型晶體管是電流控制元件。在只允許從取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用雙極晶體管。有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比雙極晶體管好。場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而雙極結型晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。因此被稱之為雙極型器件。MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導體主動元件中極快的一種。張家港低壓N+PMOSFET開關管MOSFET需求增長源于物聯網、3C產品、云端運算及服務器等的快速發展。MOSFET...
功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數千個這樣的單元。主條目:功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結構,晶體管內的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式(vertical)的結構,讓元件可以同時承受高電壓與高電流的工作環境。一個功率MOSFET能耐受的電壓是雜質摻雜濃度與N型磊晶層(epitaxial layer)厚度的函數,而能通過的電流則和元件的通道寬度有關,通道越寬則能容納越多電流。對于一個平面結構的MOSFET而言,能承受的電流以及崩潰電壓的多寡都...
功率MOSFET的基本特性:漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性,ID較大時,ID與UGS的關系近似線性,曲線的斜率定義為跨導Gfs。MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(對應于GTR的截止區);飽和區(對應于GTR的放大區);非飽和區(對應于GTR的飽和區)。電力 MOSFET工作在開關狀態,即在截止區和非飽和區之間來回轉換。電力MOSFET漏源極之間有寄生二極管,漏源極間加反向電壓時器件導通。電力 MOSFET的通態電阻具有正溫度系數,對器件并聯時的均流有利。MOSFET應該到哪里進行購買?太倉P-CHANNELMOSFET型號單一MOSFET開關當NM...
DMOS是雙重擴散MOSFET(double-Diffused MOSFET)的縮寫,它主要用于高壓,屬于高壓MOS管范疇。以MOSFET實現模擬開關:MOSFET在導通時的通道電阻低,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(信號的能量不會因為開關的電阻而損失太多)。MOSFET作為開關時,其源極與漏極的分別和其他的應用是不太相同的,因為信號可以從MOSFET柵極以外的任一端進出。對NMOS開關而言,電壓負的一端就是源極,PMOS則正好相反,電壓正的一端是源極。MOSFET開關能傳輸的信號會受到其柵極—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導致MO...
MOSFET相關知識:MOS(Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導體),FET(Field Effect Transistor場效應晶體管),即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場的效應來控制半導體(S)的場效應晶體管。功率MOSFET的內部結構和電氣符號,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溝道型的場效應管其源極和漏極接在N型半導體上,同樣對于P 溝道的場效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場效應管,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱場電壓)控制,可以認為...
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。在射頻電路的應用上,雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強型(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。如果想要關閉通道,則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET 的應用是在“常閉型...
功率MOSFET的驅動通常要求:觸發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,關斷時為柵極提供低 電阻放電回路,以提高功率MOSFET的開關速度;③為了使功率MOSFET可靠觸發導通,觸發脈沖電壓應高于管子的開啟電壓,為了防止誤導通,在其截止 時應提供負的柵源電壓;④功率開關管開關時所需驅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通。由于MOSFET存在結電容,關斷時其漏源兩端電壓的突然上升將會通過結電容在柵源兩端產生干擾電壓。常用的互補驅動電路的...
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十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不過有些新的進階制程已經可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做為氧化層之用。當一個夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極(source)之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時所謂的“反型層”(inversion channel)就會形成。通道的極性與其漏極(drain)與源極相同,假設漏極和源極是N型,那么通道也會是N型。通道形成后,MOSFET即可讓電流通過,而...
降低高壓MOSFET導通電阻的原因:不同耐壓的MOSFET,其導通電阻中各部分電阻比例分布也不同。如耐壓30V的MOSFET,其外延層電阻至少為 總導通電阻的29%,耐壓600V的MOSFET的外延層電阻則是總導通電阻的96.5%。由此可以推斷耐壓800V的MOSFET的導通電阻將幾乎被外 延層電阻占據。欲獲得高阻斷電壓,就必須采用高電阻率的外延層,并增厚。這就是常規高壓MOSFET結構所導致的高導通電阻的根本原因。增加管芯面積雖能降低導通電阻,但成本的提高所付出的代價是商業品所不允許的。引入少數載流子導電雖能降低導通壓降,但付出的代價是開關速度的降低并出現拖尾電流,開關損耗增加,失去了MOS...
單一MOSFET開關:當NMOS用來做開關時,其基極接地,柵極為控制開關的端點。當柵極電壓減去源極電壓超過其導通的臨界電壓時,此開關的狀態為導通。柵極電壓繼續升高,則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關時操作在線性區,因為源極與漏極的電壓在開關為導通時會趨向一致。PMOS做開關時,其基極接至電路里電位高的地方,通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時,PMOS開關會打開。NMOS開關能容許通過的電壓上限為(Vgate-Vthn),而PMOS開關則為(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開關會有讓信號振幅變小、信號失真的缺點。為何要把M...
MOSFET在生活中是比較常見的,MOSFET的相關介紹說明:MOSFET在國內的命名法,第1種命名方法是使用“中國半導體器件型號命名法”的第3、第4和第5部分來命名,其中的第3部分用字母CS表示場效應管,第4部分用阿拉伯數字表示器件序號,第5部分用漢語拼音字母表示規格號。例如CS2B、CS14A、CS45G等。第二種命名方法與雙極型三極管相同,第1位用數字表明電極數;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表明結型場效應管,O表明絕緣柵場效應管)。MOSFET在概念上屬于“絕緣柵極場效晶體管”。張家港低壓P管MOSFETDC/DC開關控制器的MOSFE...
金屬—氧化層—半導體結構MOSFET在結構上以一個金屬—氧化層—半導體的電容為 (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。這樣子的結構正好等于一個電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(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(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。當一個電壓施加在MOS電容的兩端時,半導體的電荷分布也會跟著改變。考慮一個P型的半導體(空穴濃度為NA)形成的...