蘇州DUAL N-CHANNELMOSFET開關(guān)管

來源: 發(fā)布時間:2022-05-04

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(shù)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(jié)構(gòu)上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結(jié)構(gòu),晶體管內(nèi)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(jié)構(gòu),讓元件可以同時承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個功率MOSFET能耐受的電壓是雜質(zhì)摻雜濃度與N型磊晶層(epitaxial layer)厚度的函數(shù),而能通過的電流則和元件的通道寬度有關(guān),通道越寬則能容納越多電流。對于一個平面結(jié)構(gòu)的MOSFET而言,能承受的電流以及崩潰電壓的多寡都和其通道的長寬大小有關(guān)。對垂直結(jié)構(gòu)的MOSFET來說,元件的面積和其能容納的電流成大約成正比,磊晶層厚度則和其崩潰電壓成正比。功率MOSFET的工作原理截止:漏源極間加正電源,柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏,漏源極之間無電流流過。耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質(zhì)濃度,使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓。蘇州DUAL N-CHANNELMOSFET開關(guān)管

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(qū)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。高壓MOSFET設計MOSFET分為結(jié)型和絕緣柵型。

對這個NMOS而言,真正用來作為通道、讓載流子通過的只有MOS電容正下方半導體的表面區(qū)域。當一個正電壓施加在柵極上,帶負電的電子就會被吸引至表面,形成通道,讓N型半導體的多數(shù)載流子—電子可以從源極流向漏極。如果這個電壓被移除,或是放上一個負電壓,那么通道就無法形成,載流子也無法在源極與漏極之間流動。假設操作的對象換成PMOS,那么源極與漏極為P型、基體則是N型。在PMOS的柵極上施加負電壓,則半導體上的空穴會被吸引到表面形成通道,半導體的多數(shù)載流子—空穴則可以從源極流向漏極。假設這個負電壓被移除,或是加上正電壓,那么通道無法形成,一樣無法讓載流子在源極和漏極間流動。特別要說明的是,源極在MOSFET里的意思是“提供多數(shù)載流子的來源”。對NMOS而言,多數(shù)載流子是電子;對PMOS而言,多數(shù)載流子是空穴。相對的,漏極就是接受多數(shù)載流子的端點。

上海光宇睿芯微電子有限公司座落于上海浦東張江高科技園區(qū)內(nèi)對這個NMOS而言,真正用來作為通道、讓載流子通過的只有MOS電容正下方半導體的表面區(qū)域。當一個正電壓施加在柵極上,帶負電的電子就會被吸引至表面,形成通道,讓N型半導體的多數(shù)載流子—電子可以從源極流向漏極。如果這個電壓被移除,或是放上一個負電壓,那么通道就無法形成,載流子也無法在源極與漏極之間流動。假設操作的對象換成PMOS,那么源極與漏極為P型、基體則是N型。在PMOS的柵極上施加負電壓,則半導體上的空穴會被吸引到表面形成通道,半導體的多數(shù)載流子—空穴則可以從源極流向漏極。假設這個負電壓被移除,或是加上正電壓,那么通道無法形成,一樣無法讓載流子在源極和漏極間流動。MOSFET應用優(yōu)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。

MOSFET開關(guān)基礎知識:一般來講,三極管是電流驅(qū)動的,MOSFET是電壓驅(qū)動的,這樣也可以節(jié)省系統(tǒng)功耗吧,在做開關(guān)管時有一個必須注意的事項就是輸入和輸入兩端間的管壓降問題,比如一個5V的電源,經(jīng)過管子后可能變?yōu)榱?.5V,這時候要考慮負載能不能接受了,類似的問題還有在使用二極管的時候(尤其是做電壓反接保護時)也要注意管子的壓降問題。MOSFET的開關(guān)速度和Cin充放電有很大關(guān)系,使用者無法降低Cin, 但可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻Rs減小時間常數(shù),加快開關(guān)速度,MOSFET只靠多子導電,不存在少子儲存效應,因而關(guān)斷過程非常迅速,開關(guān)時間在10— 100ns之間,工作頻率可達100kHz以上,是主要電力電子器件中很高的。場控器件靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電,仍需一定的驅(qū)動功率。開關(guān)頻率越高,所需要的驅(qū)動功率越大。MOSFET計算系統(tǒng)的散熱要求,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。杭州低壓N管MOSFET定制

采用MOSFET實現(xiàn)模擬電路不但可以滿足規(guī)格上的需求,還可以有效縮小芯片的面積,降低生產(chǎn)成本。蘇州DUAL N-CHANNELMOSFET開關(guān)管

功率MOSFET參數(shù)介紹:EAS-單脈沖雪崩擊穿能量,如果電壓過沖值(通常由于漏電流和雜散電感造成)未超過擊穿電壓,則器件不會發(fā)生雪崩擊穿,因此也就不需要消散雪崩擊穿的能力。雪崩擊穿能量標定了器件可以容忍的瞬時過沖電壓的安全值,其依賴于雪崩擊穿需要消散的能量。定義額定雪崩擊穿能量的器件通常也會定義額定EAS。額定雪崩擊穿能量與額定UIS具有相似的意義。EAS標定了器件可以安全吸收反向雪崩擊穿能量的高低。L是電感值,iD為電感上流過的電流峰值,其會突然轉(zhuǎn)換為測量器件的漏極電流。電感上產(chǎn)生的電壓超過MOSFET擊穿電壓后,將導致雪崩擊穿。雪崩擊穿發(fā)生時,即使 MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài),電感上的電流同樣會流過MOSFET器件。電感上所儲存的能量與雜散電感上存儲,由MOSFET消散的能量類似。MOSFET并聯(lián)后,不同器件之間的擊穿電壓很難完全相同。通常情況是:某個器件率先發(fā)生雪崩擊穿,隨后所有的雪崩擊穿電流(能量)都從該器件流過。蘇州DUAL N-CHANNELMOSFET開關(guān)管

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