MOSFET常常用在頻率較高的場合。開關損耗在頻率提高時愈來愈占主要位置。降低柵電荷,可有效降低開關損耗。為了降低柵電荷,從減小電容的角度很容易理解在制造上應采取的措施。為減小電容,增加絕緣層厚度(在這兒是增加氧化層厚度)當然是措施之一。減低電容板一側的所需電荷(現在是降低溝道區的攙雜濃度)也是一個相似的措施。此外,就需要縮小電容板的面積,這也就是要減小柵極面積。縮小原胞面積增加原胞密度從單個原胞來看,似乎可以縮小多晶層的寬度,但從整體來講,其總的柵極覆蓋面積實際上是增加的。從這一點來看,增加原胞密度和減小電容有一定的矛盾。垂直式功率MOSFET多半用來做開關切換之用。山東MOSFET廠家供應...
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。如圖2所示。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...
MOSFET在1960年由貝爾實驗室(Bell Lab.)的D. Kahng和 Martin Atalla 實作成功,這種元件的操作原理和1947年蕭克萊(William Shockley)等人發明的雙載流子結型晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT)截然不同,且因為制造成本低廉與使用面積較小、高整合度的優勢,在大型集成電路(Large-Scale Integrated Circuits,LSI)或是超大型集成電路(Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI)的領域里,重要性遠超過BJT。由于MOSFET元件的性能逐漸提升...
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MO...
MOSFET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-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一種可以普遍使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管(field-effect transistor)。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,通常又稱為NMOSFET與PMOSFET,其他簡稱上包括NMOS、PMOS等。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...
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。動態特性:td(on)導通延時時間——導通延時時間是從當柵源電壓上升到10%柵驅動電壓時到漏電流升到規定電流的10%時所經歷的時間。tr上升時間——上升時間是漏極電流從10%上升到90%所經歷的時間。iD穩態值由漏極電源電壓UE和漏極負載電阻決定。UGSP...
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里的氧化層位于其通道上方。河南MOSFET價格由于MOSFET是對稱的,所以源極或漏極可以互換...
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,通常又稱為NMOSFET與PMOSFET,其他簡稱上包括NMOS、PMOS等。平面N溝道增強型NMOSFET的剖面圖。它用一塊P型硅半導體材料作襯底,在其面上擴散了兩個N型區,再在上面覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層, 在N區上方用腐蝕的方法做成兩個孔,用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極:G(柵極)、S(源極)及D(漏極)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-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET...
多晶硅導電性不如金屬,限制了信號傳遞的速度。雖然可以利用摻雜的方式改善其導電性,但成效仍然有限。有些融點比較高的金屬材料如:鎢(Tungsten)、鈦(Titanium)、鈷(Cobalt)或是鎳(Nickel)被用來和多晶硅制成合金。這類混合材料通常稱為金屬硅化物(silicide)。加上了金屬硅化物的多晶硅柵極有著比較好的導電特性,而且又能夠耐受高溫制程。此外因為金屬硅化物的位置是在柵極表面,離通道區較遠,所以也不會對MOSFET的臨界電壓造成太大影響。在柵極、源極與漏極都鍍上金屬硅化物的制程稱為“自我對準金屬硅化物制程”(Self-Aligned Silicide),通常簡稱salici...
MOSFET的 :金屬—氧化層—半導體電容金屬—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。數字電路對MOSFET的幫助:使得MOSFET操作速度越來越快,成為...
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MOSFET。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 “metal”的 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...
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...
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。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。上海低壓N+PMOSFET晶體管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...
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較常見的設計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。杭州DUAL N...
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 “metal”的 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。在處理器中,多晶硅柵已經不是主流技術,從英特爾采用45納米線寬的P1266處理器開始,柵極開始重新使用金屬。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...
MOSFET主要參數: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。5、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漏源電壓。這...
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。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。深圳高壓N管MOSFET開關管制程變異更...
內建橫向電場MOSFET的主要特性:(1)導通電阻的降低:INFINEON的內建橫向電場的MOSFET,耐壓600V和800V,與常規MOSFET器件相比,相同的管芯面積,導通電阻分別下 降到常規MOSFET的1/5, 1/10;相同的額定電流,導通電阻分別下降到1/2和約1/3。在額定結溫、額定電流條件下,導通電壓分別從12.6V,19.1V下降到 6.07V,7.5V;導通損耗下降到常規MOSFET的1/2和1/3。由于導通損耗的降低,發熱減少,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MOSFET減小到1/3和1/4,使封裝減...
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。Power MOSFET全稱功率場效應晶體管。南通低壓P管MOSFET定制隨著半導體制造技術的進步,對于整合更多功能至單一芯片的...
整合MOSFET與BJT各自優點的制程技術:BiCMOS(Bipolar-CMOS)也越來越受歡迎。BJT元件在驅動大電流的能力上仍然比一般的CMOS優異,在可靠度方面也有一些優勢,例如不容易被“靜電放電”(ESD)破壞。所以很多同時需要復噪聲號處理以及強大電流驅動能力的集成電路產品會使用BiCMOS技術來制作。隨著半導體制造技術的進步,對于整合更多功能至單一芯片的需求也跟著大幅提升,此時用MOSFET設計模擬電路的另外一個優點也隨之浮現。為了減少在印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)上使用的集成電路數量、減少封裝成本與縮小系統的體積,很多原本 的類比芯片與數位芯片...
內建橫向電場MOSFET的主要特性:(1)導通電阻的降低:INFINEON的內建橫向電場的MOSFET,耐壓600V和800V,與常規MOSFET器件相比,相同的管芯面積,導通電阻分別下 降到常規MOSFET的1/5, 1/10;相同的額定電流,導通電阻分別下降到1/2和約1/3。在額定結溫、額定電流條件下,導通電壓分別從12.6V,19.1V下降到 6.07V,7.5V;導通損耗下降到常規MOSFET的1/2和1/3。由于導通損耗的降低,發熱減少,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MOSFET減小到1/3和1/4,使封裝減...
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MO...
功率MOSFET的設計過程中采取措施使其中的寄生晶體管盡量不起作用。在不同代功率MOSFET中其措施各有不同,但總的原則是使漏極下的橫向電阻RB 盡量小。因為只有在漏極N區下的橫向電阻流過足夠電流為這個N區建立正偏的條件時,寄生的雙極性晶閘管才開始發難。然而在嚴峻的動態條件下,因du/dt 通過相應電容引起的橫向電流有可能足夠大。此時這個寄生的雙極性晶體管就會起動,有可能給MOSFET帶來損壞。所以考慮瞬態性能時對功率MOSFET器件內部的各個電容(它是dv/dt的通道)都必須予以注意。瞬態情況是和線路情況密切相關的,這方面在應用中應給予足夠重視。對器件要有深入了解,才能有利于理解和分析相應的...
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效降低柵極漏電流。柵...
隨半導體制造技術的進步,對于整合更多功能至單一芯片的需求也跟著大幅提升,此時用MOSFET設計模擬電路的一個優點也隨之浮現。為了減少在印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)上使用的集成電路數量、減少封裝成本與縮小系統的體積,很多原本單獨的類比芯片與數位芯片被整合至同一個芯片內。MOSFET原本在數位集成電路上就有很大的競爭優勢,在類比集成電路上也大量采用MOSFET之后,把這兩種不同功能的電路整合起來的困難度也明顯的下降。另外像是某些混合信號電路(Mixed-signal circuits),如類比/數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,...
MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性,但是一個完整的MOSFET結構還需要一個提供多數載流子(majority carrier)的源極以及接受這些多數載流子的漏極。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MOS電容,當一個正的電壓VGB施加在柵極與基極端時,空穴的濃度會減少,電子的濃度會增加。當VGB夠強時,接近柵極端的電子濃度會超過空穴。這個在P型半導體中,電子濃度(帶負電荷)超過空穴(帶正電荷)濃度的區域,便是所謂的反轉層(inversion layer)。采用MOSFET實現模擬電路不但可以滿足規格上的需求,還...
功率MOSFET的種類:按導電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為;耗盡型;當柵極電壓為零時漏源極之間就存在導電溝道,增強型;對于N(P)溝道器件,柵極電壓大于(小于)零時才存在導電溝道,功率MOSFET主要是N溝道增強型。功率MOSFET導通時只有一種極性的載流子(多子)參與導電,是單極型晶體管。導電機理與小功率MOS管相同,但結構上有較大區別,小功率MOS管是橫向導電器件,功率MOSFET大都采用垂直導電結構,又稱為VMOSFET(Vertical MOSFET),大幅提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。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...
MOSFET的結構:用一塊P型硅半導體材料作襯底,在其面上擴散了兩個N型區,再在上面覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層,在N區上方用腐蝕的方法做成兩個孔,用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極:G(柵極)、S(源極)及D(漏極),出柵極G與漏極D及源極S是絕緣的,D與S之間有兩個PN結。一般情況下,襯底與源極在內部連接在一起,這樣,相當于D與S之間有一個PN結。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...
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MOS...
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...