功率MOSFET是電壓型驅動器件,沒有少數載流子的存貯效應,輸入阻抗高,因而開關速度可以很高,驅動功率小,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與極間電容的關系可表述為:功率MOSFET的柵極輸入端相當于一個容性網絡,它的工作速度與驅動源內阻抗有關。由于 CISS的存在,靜態時柵極驅動電流幾乎為零,但在開通和關斷動態過程中,仍需要一定的驅動電流。假定開關管飽和導通需要的柵極電壓值為VGS,開關管的開通時間TON包括開通延遲時間TD和上升時間TR兩部分。開關管關斷過程中,CISS通過ROFF放電,COSS由RL充電,COSS較大,VDS(T)上升較慢,隨著VDS(T)上升較慢,隨著VDS(T)的升高COSS迅速減小至接近于零時,VDS(T)再迅速上升。雙柵極MOSFET通常用在射頻集成電路,這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。杭州高壓N管MOSFET定制
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(chopper circuits)的設計,例如類比數位轉換器(A/D converter)或是切換電容濾波器(switch-capacitor filter)上都可以見到MOSFET開關的蹤影。低壓N管MOSFETMOSFET的柵極材料有哪些?
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 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。 半導體元件的材料通常以硅(silicon)為 ,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的制程,當中 的例如IBM使用硅與鍺(germanium)的混合物所發展的硅鍺制程(silicon-germanium process,SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料,如砷化鎵(gallium arsenide,GaAs),因為無法在表面長出品質夠好的氧化層,所以無法用來制造MOSFET元件。
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 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。MOSFET在數字電路上應用的大優勢是對直流(DC)信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大。
MOSFET箭頭方向永遠從P端指向N端,所以箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS(表示此元件的通道為P型);反之若箭頭從基極指向通道,則表示基極為P型,而通道為N型,此元件為N型的MOSFET,簡稱NMOS。在一般分布式MOSFET元件(discrete device)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。而在集成電路中的MOSFET通常因為使用同一個基極(common bulk),所以不標示出基極的極性,而在PMOS的柵極端多加一個圓圈以示區別。MOSFET有4種類型:P溝道增強型,P溝道耗盡型,N溝道增強型,N溝道耗盡型。MOSFET的重點參數有:金屬—氧化層—半導體電容。廈門P-CHANNELMOSFET技術參數
漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性。杭州高壓N管MOSFET定制
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