MOSFET主要參數(shù):場效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù),但一般使用時關(guān)注以下主要參數(shù):1、IDSS—飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。2、UP—夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)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(qiáng)型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時的柵極電壓。4、gM—跨導(dǎo)。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(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。5、BUDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應(yīng)管正常工作所能承受的漏源電壓。這是一項極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。6、PDSM—耗散功率。也是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的漏源耗散功率。使用時,場效應(yīng)管實際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。7、IDSM—漏源電流。是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時,漏源間所允許通過的電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過IDSM 。MOSFET應(yīng)用優(yōu)勢:有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比雙極晶體管好。杭州DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管
柵極氧化層隨著MOSFET尺寸變小而越來越薄,主流的半導(dǎo)體制程中,甚至已經(jīng)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(xiàn)象都在量子力學(xué)所規(guī)范的世界內(nèi),例如電子的穿隧效應(yīng)(tunneling effect)。因為穿隧效應(yīng),有些電子有機(jī)會越過氧化層所形成的位能障壁(potential barrier)而產(chǎn)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(shù)比二氧化硅更高的物質(zhì)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(shù)的物質(zhì)均能有效降低柵極漏電流。柵極氧化層的介電常數(shù)增加后,柵極的厚度便能增加而維持一樣的電容大小。而較厚的柵極氧化層又可以降低電子透過穿隧效應(yīng)穿過氧化層的機(jī)率,進(jìn)而降低漏電流。不過利用新材料制作的柵極氧化層也必須考慮其位能障壁的高度,因為這些新材料的傳導(dǎo)帶(conduction band)和價帶(valence band)和半導(dǎo)體的傳導(dǎo)帶與價帶的差距比二氧化硅?。ǘ趸璧膫鲗?dǎo)帶和硅之間的高度差約為8ev),所以仍然有可能導(dǎo)致柵極漏電流出現(xiàn)。DUAL P-CHANNELMOSFET開關(guān)管MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的大優(yōu)勢是對直流(DC)信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大。
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里表示“metal”的第1個字母M在當(dāng)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(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,隨后MOSFET柵極使用多晶硅取代了金屬。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(zhì)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。
如何選擇用于熱插拔的MOSFET?當(dāng)電源與其負(fù)載突然斷開時,電路寄生電感元件上的大電流擺動會產(chǎn)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(hù)應(yīng)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,F(xiàn)ET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(yán)重后果。這需要通過一個控制器來調(diào)節(jié)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(tài),從而阻止可能通過的電流。MOSFET尺寸不斷縮小,可以讓集成電路的效能大幅提升。
硅—二氧化硅接面經(jīng)過多年的研究,已經(jīng)證實這兩種材料之間的缺陷(defect)是相對而言比較少的。反之,金屬—絕緣體接面的缺陷多,容易在兩者之間形成很多表面能階,大為影響元件的特性。⒊ 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。不過多晶硅雖然在過去二十年是制造MOSFET柵極的標(biāo)準(zhǔn),但也有若干缺點使得未來仍然有部份MOSFET可能使用金屬柵極,這些缺點如下:⒈ 多晶硅導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(qū)較遠(yuǎn),所以也不會對MOSFET的臨界電壓造成太大影響。MOSFET箭頭方向永遠(yuǎn)從P端指向N端。西安MOSFET開關(guān)管
越小的MOSFET象征其通道長度減少,讓通道的等效電阻也減少,可以讓更多電流通過。杭州DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管
MOSFET主要參數(shù):IDSS—飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。UP—夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。UT—開啟電壓。是指增強(qiáng)型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時的柵極電壓。gM—跨導(dǎo)。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(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。BUDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應(yīng)管正常工作所能承受的較大漏源電壓。這是一項極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。杭州DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管
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