各種常見的MOSFET技術: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較大的應用是在“常閉型”(normally-off)的開關,而相對的,加強式MOSFET則用在“常開型”(normally-on)的開關上。采用MOSFET實現模擬電路不但可以滿足規格上的需求,還可以有效縮小芯片的面積,降低生產成本。杭州常見MOSFET
當芯片上的晶體管數量大幅增加后,有一個無法避免的問題也跟著發生了,那就是芯片的發熱量也大幅增加。一般的集成電路元件在高溫下操作可能會導致切換速度受到影響,或是導致可靠度與壽命的問題。在一些發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來緩和這個問題。在功率晶體管(Power MOSFET)的領域里,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)導致的功率損耗增加。假設外置的散熱系統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。紹興MOSFET訂購MOSFET應用優勢: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。
理解MOSFET的幾個常用參數VDS,即漏源電壓,這是MOSFET的一個極限參數,表示MOSFET漏極與源極之間能夠承受的較大電壓值。需要注意的是,這個參數是跟結溫相關的,通常結溫越高,該值較大。RDS(on),漏源導通電阻,它表示MOSFET在某一條件下導通時,漏源極之間的導通電阻。這個參數與MOSFET結溫,驅動電壓Vgs相關。在一定范圍內,結溫越高,Rds越大;驅動電壓越高,Rds越小。Qg,柵極電荷,是在驅動信號作用下,柵極電壓從0V上升至終止電壓(如15V)所需的充電電荷。也就是MOSFET從截止狀態到完全導通狀態,驅動電路所需提供的電荷,是一個用于評估MOSFET的驅動電路驅動能力的主要參數。Id,漏極電流,漏極電流通常有幾種不同的描述方式。根據工作電流的形式有,連續漏級電流及一定脈寬的脈沖漏極電流。
MOSFET主要參數:IDSS—飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。UP—夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。UT—開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓。gM—跨導。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是衡量場效應管放大能力的重要參數。BUDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的較大漏源電壓。這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小于BUDS。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。
MOSFET工作原理: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。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。當加上VGS時,在絕緣層和柵極界面上感應出正電荷,而在絕緣層和P型襯底界面上感應出負電荷。這層感應的負電荷和P型襯底中的多數載流子(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型區連接起來形成導電溝道。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。上海MOSFET訂購
箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS;杭州常見MOSFET
在絕緣層和柵極界面上感應出正電荷,而在絕緣層和P型襯底界面上感應出負電荷。這層感應的負電荷和P型襯底中的多數載流子(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型區連接起來形成導電溝道。當VGS電壓太低時,感應出來的負電荷較少,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VGS增加到一定值時,其感應的負電荷把兩個分離的N區溝通形成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(一般規定在ID=10uA時的VGS作為VT)。當VGS繼續增大,負電荷增加,導電溝道擴大,電阻降低,ID也隨之增加,并且呈較好線性關系,如圖3所示。此曲線稱為轉換特性。因此在一定范圍內可以認為,改變VGS來控制漏源之間的電阻,達到控制ID的作用。由于這種結構在VGS=0時,ID=0,稱這種MOSFET為增強型。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。它的結構如圖4所示,它的轉移特性如圖5所示。VP為夾斷電壓(ID=0)。杭州常見MOSFET
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