上海MOSFET技術(shù)參數(shù)

來源: 發(fā)布時間:2022-05-06

MOSFET的重點參數(shù):金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容。金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為重點,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(jié)構(gòu)正好等于一個電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(zhì)(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(shù)(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。當一個電壓施加在MOS電容的兩端時,半導(dǎo)體的電荷分布也會跟著改變??紤]一個P型的半導(dǎo)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(dǎo)體中,電子濃度(帶負電荷)超過空穴(帶正電荷)濃度的區(qū)域,便是所謂的反轉(zhuǎn)層(inversion layer)。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性,但是一個完整的MOSFET結(jié)構(gòu)還需要一個提供多數(shù)載流子的源極以及接受這些多數(shù)載流子的漏極。MOSFET較大的應(yīng)用是在“常閉型”的開關(guān),而相對的,加強式MOSFET則用在“常開型”的開關(guān)上。上海MOSFET技術(shù)參數(shù)

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(dǎo)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)體上的空穴會被吸引到表面形成通道,半導(dǎo)體的多數(shù)載流子—空穴則可以從源極流向漏極。假設(shè)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。蘇州低壓MOSFET開關(guān)管我們所說的MOSFET,指的是什么?

整合MOSFET與BJT各自優(yōu)點的制程技術(shù):BiCMOS(Bipolar-CMOS)也越來越受歡迎。BJT元件在驅(qū)動大電流的能力上仍然比一般的CMOS優(yōu)異,在可靠度方面也有一些優(yōu)勢,例如不容易被“靜電放電”(ESD)破壞。所以很多同時需要復(fù)噪聲號處理以及強大電流驅(qū)動能力的集成電路產(chǎn)品會使用BiCMOS技術(shù)來制作。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)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(shè)計模擬電路的另外一個優(yōu)點也隨之浮現(xiàn)。為了減少在印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)上使用的集成電路數(shù)量、減少封裝成本與縮小系統(tǒng)的體積,很多原本 的類比芯片與數(shù)位芯片被整合至同一個芯片內(nèi)。MOSFET原本在數(shù)位集成電路上就有很大的競爭優(yōu)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 的下降。另外像是某些混合信號電路(Mixed-signal circuits),如類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC),也得以利用MOSFET技術(shù)設(shè)計出效能更好的產(chǎn)品。

制程變異更難掌控現(xiàn)代的半導(dǎo)體制程工序復(fù)雜而繁多,任何一道制程都有可能造成集成電路芯片上的元件產(chǎn)生些微變異。當MOSFET等元件越做越小,這些變異所占的比例就可能大幅提升,進而影響電路設(shè)計者所預(yù)期的效能,這樣的變異讓電路設(shè)計者的工作變得更為困難。MOSFET的柵極材料 播報理論上MOSFET的柵極應(yīng)該盡可能選擇電性良好的導(dǎo)體,多晶硅在經(jīng)過重(讀作zhong)摻雜之后的導(dǎo)電性可以用在MOSFET的柵極上,但是并非完美的選擇。MOSFET使用多晶硅作為的理由如下:⒈ MOSFET的臨界電壓(threshold voltage)主要由柵極與通道材料的功函數(shù)(work function)之間的差異來決定,而因為多晶硅本質(zhì)上是半導(dǎo)體,所以可以藉由摻雜不同極性的雜質(zhì)來改變其功函數(shù)。更重要的是,因為多晶硅和底下作為通道的硅之間能隙(bandgap)相同,因此在降低PMOS或是NMOS的臨界電壓時可以藉由直接調(diào)整多晶硅的功函數(shù)來達成需求。反過來說,金屬材料的功函數(shù)并不像半導(dǎo)體那么易于改變,如此一來要降低MOSFET的臨界電壓就變得比較困難。而且如果想要同時降低PMOS和NMOS的臨界電壓,將需要兩種不同的金屬分別做其柵極材料,對于制程又是一個很大的變量。MOSFET在概念上屬于“絕緣柵極場效晶體管”。

當芯片上的晶體管數(shù)量大幅增加后,有一個無法避免的問題也跟著發(fā)生了,那就是芯片的發(fā)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(dǎo)致切換速度受到影響,或是導(dǎo)致可靠度與壽命的問題。在一些發(fā)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(tǒng)來緩和這個問題。在功率晶體管(Power MOSFET)的領(lǐng)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(dǎo)致的功率損耗增加。假設(shè)外置的散熱系統(tǒng)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。MOSFET的重點參數(shù)有:金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容。高壓N管MOSFET

MOSFET的柵極材料有哪些?上海MOSFET技術(shù)參數(shù)

MOSFET中米勒效應(yīng)分析:MOSFET中柵-漏間電容,構(gòu)成輸入(GS)輸出(DS)的反饋回路,MOSFET中的米勒效應(yīng)就形成了。幾乎所有的MOSFET規(guī)格書中,會給出柵極電荷的參數(shù)。柵極電荷讓設(shè)計者很容易計算出驅(qū)動電路開啟MOSFET所需要的時,Q=I*t間。例如一個器件柵極電荷Qg為20nC,如果驅(qū)動電路提供1mA充電電流的話,需要20us來開通該器件;如果想要在20ns就開啟,則需要把驅(qū)動能力提高到1A。如果利用輸入電容的話,就沒有這么方便的計算開關(guān)速度了。上海MOSFET技術(shù)參數(shù)

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