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(yīng)用上,雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數(shù)用來做增益、混頻器或是頻率轉(zhuǎn)換的控制。耗盡型MOSFET一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強(qiáng)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(zhì)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(guān)閉通道,則必須在柵極施加負(fù)電壓。耗盡型MOSFET 的應(yīng)用是在“常閉型”(normally-off)的開關(guān),而相對的,加強(qiáng)式MOSFET則用在“常開型”(normally-on)的開關(guān)上。MOSFET特點是用柵極電壓來控制漏極電流,驅(qū)動電路簡單;蘇州N-CHANNELMOSFET設(shè)計
MOSFET從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài),驅(qū)動電路所需提供的電荷,是一個用于評估MOSFET的驅(qū)動電路驅(qū)動能力的主要參數(shù)。 Id,漏極電流,漏極電流通常有幾種不同的描述方式。根據(jù)工作電流的形式有,連續(xù)漏級電流及一定脈寬的脈沖漏極電流(Pulsed drain current)。這個參數(shù)同樣是MOSFET的一個極限參數(shù),但此較大電流值并不表示在運行過程中漏極電流能夠達(dá)到這個值。它表示當(dāng)殼溫在某一值時,如果MOSFET工作電流為上述較大漏極電流,則結(jié)溫會達(dá)到較大值。所以這個參數(shù)還跟器件封裝,環(huán)境溫度有關(guān)。無錫高壓P管MOSFET開關(guān)管MOSFET的面積越小,制造芯片的成本就可以降低。
功率MOSFET的基本特性:漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性,ID較大時,ID與UGS的關(guān)系近似線性,曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs。MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(qū)(對應(yīng)于GTR的截止區(qū));飽和區(qū)(對應(yīng)于GTR的放大區(qū));非飽和區(qū)(對應(yīng)于GTR的飽和區(qū))。電力 MOSFET工作在開關(guān)狀態(tài),即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)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(dǎo)通。電力 MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù),對器件并聯(lián)時的均流有利。
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: 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(dá)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。多晶硅的融點比大多數(shù)的金屬高,而在現(xiàn)代的半導(dǎo)體制程中習(xí)慣在高溫下沉積柵極材料以增進(jìn)元件效能。金屬的融點低,將會影響制程所能使用的溫度上限。MOSFET的重要部位有哪些?
單一MOSFET開關(guān)當(dāng)NMOS用來做開關(guān)時,其基極接地,柵極為控制開關(guān)的端點。當(dāng)柵極電壓減去源極電壓超過其導(dǎo)通的臨界電壓時,此開關(guān)的狀態(tài)為導(dǎo)通。柵極電壓繼續(xù)升高,則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關(guān)時操作在線性區(qū),因為源極與漏極的電壓在開關(guān)為導(dǎo)通時會趨向一致。PMOS做開關(guān)時,其基極接至電路里電位 的地方,通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時,PMOS開關(guān)會打開。NMOS開關(guān)能容許通過的電壓上限為(Vgate-Vthn),而PMOS開關(guān)則為(Vgate+Vthp),這個值通常不是信號原本的電壓振幅,也就是說單一MOSFET開關(guān)會有讓信號振幅變小、信號失真的缺點。MOSFET主要參數(shù):飽和漏源電流、夾斷電壓、開啟電壓。西安MOSFET技術(shù)參數(shù)
早期MOSFET的柵極(gate electrode)使用金屬作為其材料。蘇州N-CHANNELMOSFET設(shè)計
MOSFET工作原理:要使增強(qiáng)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(chǎn)生正向工作電流ID。改變VGS的電壓可控制工作電流ID。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(jié)處于反向,因此漏源之間不能導(dǎo)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(zhì)。當(dāng)加上VGS時,在絕緣層和柵極界面上感應(yīng)出正電荷,而在絕緣層和P型襯底界面上感應(yīng)出負(fù)電荷。這層感應(yīng)的負(fù)電荷和P型襯底中的多數(shù)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(qū)連接起來形成導(dǎo)電溝道。蘇州N-CHANNELMOSFET設(shè)計
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