首先考察一個更簡單的器件--MOS電容--能更好的理解MOS管。這個器件有兩個電極,一個是金屬,另一個是extrinsicsilicon(外在硅),他們之間由一薄層二氧化硅分隔開。金屬極就是GATE,而半導(dǎo)體端就是backgate或者body。他們之間的絕緣氧化層稱為gatedielectric(柵介質(zhì))。圖示中的器件有一個輕摻雜P型硅做成的backgate。這個MOS電容的電特性能通過把backgate接地,gate接不同的電壓來說明。MOS電容的GATE電位是0V。金屬GATE和半導(dǎo)體BACKGATE在WORKFUNCTION上的差異在電介質(zhì)上產(chǎn)生了一個小電場。在器件中,這個電場使金屬極帶輕微的正電位,P型硅負電位。這個電場把硅中底層的電子吸引到表面來,它同時把空穴排斥出表面。這個電場太弱了,所以載流子濃度的變化非常小,對器件整體的特性影響也非常小。當MOS電容的GATE相對于BACKGATE正偏置時發(fā)生的情況。穿過GATEDIELECTRIC的電場加強了,有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高,會出現(xiàn)表面的電子比空穴多的情況。由于過剩的電子,硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉(zhuǎn)被稱為inversion,反轉(zhuǎn)的硅層叫做channel。隨著GATE電壓的持續(xù)不斷升高,越來越多的電子在表面積累。MOS管一般又叫場效應(yīng)管,與二極管和三極管不同,二極管只能通過正向電流,反向截止,不能控制。江蘇常見MOS管代理商
CE極間相當“短路”,即呈“開”的狀態(tài)。三極管在截止狀態(tài)(發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都是反偏置)時,其CE極間的電流極小(硅管基本上量不到),相當于“斷開(即‘關(guān)’)”的狀態(tài)。三極管開關(guān)電路的特點是開關(guān)速度極快,遠遠比機械開關(guān)快;沒有機械接點,不產(chǎn)生電火花;開關(guān)的控制靈敏,對控制信號的要求低;導(dǎo)通時開關(guān)的電壓降比機械開關(guān)大,關(guān)斷時開關(guān)的漏電流比機械開關(guān)大;不宜直接用于高電壓、強電流的控制。2020-08-30什么是高反壓開關(guān)三極管晶體三極管工作在開關(guān)狀態(tài)時,發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓,基極電流為零,集電極電流和發(fā)射極電流都為零,集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的斷開狀態(tài),即為三極管的截止狀態(tài)。開關(guān)三極管處于截止狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié),集電結(jié)均處于反向偏置。此時三極管能夠承受額電壓越高,其被擊穿的可能性越小,工作越可靠,所以在一些特殊電路中必須選用高反壓開關(guān)三極管,例如彩色電視機的行輸出電路,一般高反壓三極管的耐壓都在1500伏以上。2020-08-30有關(guān)三極管的開關(guān)作用三極管都有開關(guān)作用。普通三極管當B極沒有電流時會截止的,但是可控硅(也是一種三極管)卻是只管導(dǎo)通不能控制截止,就是說B極給電流導(dǎo)通之后不能控制EC截止。上海進口MOS管工廠直銷mos管具有單向?qū)щ娦浴?/p>
與電壓的情況相似,確保所選的MOS管能承受這個額定電流,即使在系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的大電流,只需直接選擇能承受這個大電流的器件便可。選好額定電流后,還必須計算導(dǎo)通損耗。在實際情況下,MOS管并不是理想的器件,因為在導(dǎo)電過程中會有電能損耗,這稱之為導(dǎo)通損耗。MOS管在“導(dǎo)通”時就像一個可變電阻,由器件的RDS(ON)所確定,并隨溫度而明顯變化。器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計算,由于導(dǎo)通電阻隨溫度變化,因此功率耗損也會隨之按比例變化。對MOS管施加的電壓VGS越高,RDS(ON)就會越小;反之RDS(ON)就會越高。注意RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。關(guān)于RDS(ON)電阻的各種電氣參數(shù)變化可在制造商提供的技術(shù)資料表中查到。3.選擇MOS管的下一步是系統(tǒng)的散熱要求。須考慮兩種不同的情況,即壞情況和真實情況。建議采用針對壞情況的計算結(jié)果,因為這個結(jié)果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數(shù)據(jù)。
,即在集成電路中絕緣性場效應(yīng)管。MOS英文全稱為Metal-Oxide-Semiconductor即金屬-氧化物-半導(dǎo)體,確切的說,這個名字描述了集成電路中MOS管的結(jié)構(gòu),即:在一定結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件上,加上二氧化硅和金屬,形成柵極。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能,這樣的器件被認為是對稱的。(多子)參與導(dǎo)電,是單極型晶體管。導(dǎo)電機理與小功率MOS管相同,但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷β蔒OSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),又稱為VMOSFET,提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,因此具有很高的輸入電阻,該管導(dǎo)通時在兩個高濃度n擴散區(qū)間形成n型導(dǎo)電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓,且只有柵源電壓大于閾值電壓時才有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加?xùn)艍?柵源電壓為零)時,就有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。、輸出特性對于共源極接法的電路,源極和襯底之間被二氧化硅絕緣層隔離,所以柵極電流為0。當VGSMOS管作為開關(guān)元件,同樣是工作在截止或?qū)▋煞N狀態(tài)。N-MOS管的導(dǎo)通調(diào)節(jié)是G極與S極中間的電壓差超過閾值時,D極和S極導(dǎo)通。
MOS電容的詳細介紹首先考察一個更簡單的器件——MOS電容——能更好的理解MOS管。這個器件有兩個電極,一個是金屬,另一個是外在硅,他們之間由一薄層二氧化硅分隔開。金屬極就是GATE,而半導(dǎo)體端就是backgate或者body。他們之間的絕緣氧化層稱為柵介質(zhì)(gatedielectric)。這個MOS電容的電特性能通過把backgate接地,gate接不同的電壓來說明。MOS電容的GATE電位是0V。金屬GATE和半導(dǎo)體BACKGATE在WORKFUNCTION上的差異在電介質(zhì)上產(chǎn)生了一個小電場。在器件中,這個電場使金屬極帶輕微的正電位,P型硅負電位。這個電場把硅中底層的電子吸引到表面來,它同時把空穴排斥出表面。這個電場太弱了,所以載流子濃度的變化非常小,對器件整體的特性影響也非常小。當MOS電容的GATE相對于BACKGATE正偏置時發(fā)生的情況。穿過GATEDIELECTRIC的電場加強了,有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高,會出現(xiàn)表面的電子比空穴多的情況。由于過剩的電子,硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉(zhuǎn)被稱為inversion,反轉(zhuǎn)的硅層叫做channel。隨著GATE電壓的持續(xù)不斷升高,越來越多的電子在表面積累,channel變成了強反轉(zhuǎn)。Channel形成時的電壓被稱為閾值電壓Vt。MOS管是電子電路中常用的功率半導(dǎo)體器件,可以用作電子開關(guān)、可控整流等,是一種電壓驅(qū)動型的器件。天津本地MOS管代理商
mos管的驅(qū)動功率很?。?~4w)。江蘇常見MOS管代理商
而用開啟電壓VT表征管子的特性。N溝道耗盡型MOS管的基本結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu):N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強型MOS管基本相似。(2)區(qū)別:耗盡型MOS管在vGS=0時,漏——源極間已有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生,而增強型MOS管要在vGS≥VT時才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。(3)原因:制造N溝道耗盡型MOS管時,在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時摻入負離子),如圖1(a)所示,因此即使vGS=0時,在這些正離子產(chǎn)生的電場作用下,漏——源極間的P型襯底表面也能感應(yīng)生成N溝道(稱為初始溝道),只要加上正向電壓vDS,就有電流iD。如果加上正的vGS,柵極與N溝道間的電場將在溝道中吸引來更多的電子,溝道加寬,溝道電阻變小,iD增大。反之vGS為負時,溝道中感應(yīng)的電子減少,溝道變窄,溝道電阻變大,iD減小。當vGS負向增加到某一數(shù)值時,導(dǎo)電溝道消失,iD趨于零,管子截止,故稱為耗盡型。溝道消失時的柵-源電壓稱為夾斷電壓,仍用VP表示。與N溝道結(jié)型場效應(yīng)管相同,N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓VP也為負值,但是,前者只能在vGS0,VP(4)電流方程:在飽和區(qū)內(nèi),耗盡型MOS管的電流方程與結(jié)型場效應(yīng)管的電流方程相同,即:各種場效應(yīng)管特性比較P溝MOS晶體管金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)。江蘇常見MOS管代理商
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