多晶硅導(dǎo)電性不如金屬,限制了信號(hào)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(diǎn)比較高的金屬材料如:鎢(Tungsten)、鈦(Titanium)、鈷(Cobalt)或是鎳(Nickel)被用來(lái)和多晶硅制成合金。這類(lèi)混合材料通常稱(chēng)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?yàn)榻饘俟杌锏奈恢檬窃跂艠O表面,離通道區(qū)較遠(yuǎn),所以也不會(huì)對(duì)MOSFET的臨界電壓造成太大影響。在柵極、源極與漏極都鍍上金屬硅化物的制程稱(chēng)為“自我對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物制程”(Self-Aligned Silicide),通常簡(jiǎn)稱(chēng)salicide制程。⒉ 當(dāng)MOSFET的尺寸縮的非常小、柵極氧化層也變得非常薄時(shí),例如編輯此文時(shí) 制程可以把氧化層縮到一納米左右的厚度,一種過(guò)去沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象也隨之產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱(chēng)為“多晶硅耗盡”。當(dāng)MOSFET的反轉(zhuǎn)層形成時(shí),有多晶硅耗盡現(xiàn)象的MOSFET柵極多晶硅靠近氧化層處,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)耗盡層(depletion layer),影響MOSFET導(dǎo)通的特性。Power MOSFET全稱(chēng)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管。杭州MOSFET怎么樣
MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被制造成增強(qiáng)型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類(lèi)型,但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管型號(hào)和增強(qiáng)型的P溝道MOS管型號(hào),所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。至于為什么不使用耗盡型的MOS管,不建議刨根問(wèn)底。對(duì)于這兩種增強(qiáng)型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導(dǎo)通電阻小,且容易制造。所以開(kāi)關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,一般都用NMOS。MOS管導(dǎo)通特性:導(dǎo)通的意思是作為開(kāi)關(guān),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng)),只要柵極電壓達(dá)到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高級(jí)驅(qū)動(dòng))。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高級(jí)驅(qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,價(jià)格貴,替換種類(lèi)少等原因,在高級(jí)驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS。杭州MOSFET怎么樣一般集成電路里的MOSFET都是平面式(planar)的結(jié)構(gòu)。
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(wú)電流流過(guò)。導(dǎo)電:在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會(huì)有柵極電流流過(guò)。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開(kāi),而將P區(qū)中的少子—電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面當(dāng)UGS大于UT(開(kāi)啟電壓或閾值電壓)時(shí),柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度,使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層,該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失,漏極和源極導(dǎo)電。值得一提的是采用平面式結(jié)構(gòu)的功率MOSFET也并非不存在,這類(lèi)元件主要用在高級(jí)的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區(qū)的特性比垂直結(jié)構(gòu)的MOSFET更好。垂直式功率MOSFET則取其導(dǎo)通電阻(turn-on resistance)非常小的優(yōu)點(diǎn),多半用來(lái)做開(kāi)關(guān)切換之用。
與常規(guī)MOSFET結(jié)構(gòu)不同,內(nèi)建橫向電場(chǎng)的MOSFET嵌入垂直P(pán)區(qū)將垂直導(dǎo)電區(qū)域的N區(qū)夾在中間,使MOSFET關(guān)斷時(shí),垂直的P與N之間建立橫向電場(chǎng),并且垂直導(dǎo)電區(qū)域的N摻雜濃度高于其外延區(qū)N-的摻雜濃度。 當(dāng)VGS<VTH時(shí),由于被電場(chǎng)反型而產(chǎn)生的N型導(dǎo)電溝道不能形成,并且D,S間加正電壓,使MOSFET內(nèi)部PN結(jié)反偏形成耗盡層,并將垂直導(dǎo)電的N 區(qū)耗盡。這個(gè)耗盡層具有縱向高阻斷電壓,這時(shí)器件的耐壓取決于P與N-的耐壓。因此N-的低摻雜、高電阻率是必需的。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性。
雙重MOSFET(CMOS)開(kāi)關(guān)為了改善前述單一MOSFET開(kāi)關(guān)造成信號(hào)失真的缺點(diǎn),于是使用一個(gè)PMOS加上一個(gè)NMOS的CMOS開(kāi)關(guān)成為 普遍的做法。CMOS開(kāi)關(guān)將PMOS與NMOS的源極與漏極分別連接在一起,而基極的接法則和NMOS與PMOS的傳統(tǒng)接法相同。當(dāng)輸入電壓在(VDD-Vthn)和(VSS+Vthp)時(shí),PMOS與NMOS都導(dǎo)通,而輸入小于(VSS+Vthp)時(shí),只有NMOS導(dǎo)通,輸入大于(VDD-Vthn)時(shí)只有PMOS導(dǎo)通。這樣做的好處是在大部分的輸入電壓下,PMOS與NMOS皆同時(shí)導(dǎo)通,如果任一邊的導(dǎo)通電阻上升,則另一邊的導(dǎo)通電阻就會(huì)下降,所以開(kāi)關(guān)的電阻幾乎可以保持定值,減少信號(hào)失真。耗盡型MOSFET在制造過(guò)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(méi)有加電壓。南京MOSFET現(xiàn)價(jià)
隨著MOSFET技術(shù)的不斷演進(jìn),現(xiàn)在的CMOS技術(shù)也已經(jīng)可以符合很多模擬電路的規(guī)格需求。杭州MOSFET怎么樣
功率MOSFET是電壓型驅(qū)動(dòng)器件,沒(méi)有少數(shù)載流子的存貯效應(yīng),輸入阻抗高,因而開(kāi)關(guān)速度可以很高,驅(qū)動(dòng)功率小,電路簡(jiǎn)單。但功率MOSFET的極間電容較大,輸入電容CISS、輸出電容COSS和反饋電容CRSS與極間電容的關(guān)系可表述為:功率MOSFET的柵極輸入端相當(dāng)于一個(gè)容性網(wǎng)絡(luò),它的工作速度與驅(qū)動(dòng)源內(nèi)阻抗有關(guān)。由于 CISS的存在,靜態(tài)時(shí)柵極驅(qū)動(dòng)電流幾乎為零,但在開(kāi)通和關(guān)斷動(dòng)態(tài)過(guò)程中,仍需要一定的驅(qū)動(dòng)電流。假定開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通需要的柵極電壓值為VGS,開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通時(shí)間TON包括開(kāi)通延遲時(shí)間TD和上升時(shí)間TR兩部分。開(kāi)關(guān)管關(guān)斷過(guò)程中,CISS通過(guò)ROFF放電,COSS由RL充電,COSS較大,VDS(T)上升較慢,隨著VDS(T)上升較慢,隨著VDS(T)的升高COSS迅速減小至接近于零時(shí),VDS(T)再迅速上升。杭州MOSFET怎么樣
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