MOSFET在數字電路上應用的一大優勢是對直流(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,而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET更為省電,而且也更易于驅動。在CMOS邏輯電路里,除了負責驅動芯片外負載(off-chip load)的驅動器(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動力。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設計工程師而言亦有其他優點,例如較不需考慮邏輯門輸出端的負載效應(loading effect)。MOSFET熱穩定性優于GTR。成都MOSFET多少錢
常用于MOSFET的電路符號有很多種變化,較常見的設計是以一條直線表明通道,兩條和通道垂直的線表明源極與漏極,左方和通道平行而且較短的線表明柵極,如下圖所示。有時也會將表明通道的直線以破折線代替,以區分增強型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。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(表明此元件的通道為P型);反之若箭頭從基極指向通道,則表明基極為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。線性MOSFET銷售企業越小的MOSFET象征其通道長度減少。
MOSFET場效應管的參數很多,包括直流參數、交流參數和極限參數,但一般使用時關注以下主要參數:1、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。2、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。3、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。4、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。
與常規MOSFET結構不同,內建橫向電場的MOSFET嵌入垂直P區將垂直導電區域的N區夾在中間,使MOSFET關斷時,垂直的P與N之間建立橫向電場,并且垂直導電區域的N摻雜濃度高于其外延區N-的摻雜濃度。 當VGS<VTH時,由于被電場反型而產生的N型導電溝道不能形成,并且D,S間加正電壓,使MOSFET內部PN結反偏形成耗盡層,并將垂直導電的N 區耗盡。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在線性區的壓控電阻特性亦可在集成電路里用來取代傳統的多晶硅電阻。
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。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。蘇州MOSFET報價
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。成都MOSFET多少錢
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。成都MOSFET多少錢
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