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。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。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開，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，這類元件主要用在高級的音響放大器中。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)，多半用來做開關(guān)切換之用。MOSFET結(jié)構(gòu)：為了改善某些參數(shù)的特性，如提高工作電流、提高工作電壓特性等有不同的結(jié)構(gòu)及工藝。廈門DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)

在MOSFET器件應(yīng)用時(shí)除了要考慮器件的電壓、電流、頻率外，還必須掌握在應(yīng)用中如何保護(hù)器件，不使器件在瞬態(tài)變化中受損害。當(dāng)然晶閘管是兩個(gè)雙極型晶體管的組 合，又加上因大面積帶來的大電容，所以其dv/dt能力是較為脆弱的。對di/dt來說，它還存在一個(gè)導(dǎo)通區(qū)的擴(kuò)展問題，所以也帶來相當(dāng)嚴(yán)格的限制。功率MOSFET的情況有很大的不同。它的dv/dt及di/dt的能力常以每納秒（而不是每微秒）的能力來估量。但盡管如此，它也存在動(dòng)態(tài)性能的限制。這些我們可以從功率MOSFET的基本結(jié)構(gòu)來予以理解。除了器件的幾乎每一部分存在電容以外，還必須考慮MOSFET還并聯(lián)著一個(gè)二極管。同時(shí)從某個(gè)角度看、它還存在一個(gè)寄生晶體管。（就像IGBT也寄生著一個(gè)晶閘管一樣）。這幾個(gè)方面，是研究MOSFET動(dòng)態(tài)特性很重要的因素。上海高壓N管MOSFET失效分析若箭頭從基極指向通道，則表示基極為P型，而通道為N型，此元件為N型的MOSFET，簡稱NMOS。

功率MOSFET是電壓型驅(qū)動(dòng)器件，沒有少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)，輸入阻抗高，因而開關(guān)速度可以很高，驅(qū)動(dòng)功率小，電路簡單。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，但在開通和關(guān)斷動(dòng)態(tài)過程中，仍需要一定的驅(qū)動(dòng)電流。假定開關(guān)管飽和導(dǎo)通需要的柵極電壓值為VGS，開關(guān)管的開通時(shí)間TON包括開通延遲時(shí)間TD和上升時(shí)間TR兩部分。開關(guān)管關(guān)斷過程中，CISS通過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。

單一MOSFET開關(guān)：當(dāng)NMOS用來做開關(guān)時(shí)，其基極接地，柵極為控制開關(guān)的端點(diǎn)。當(dāng)柵極電壓減去源極電壓超過其導(dǎo)通的臨界電壓時(shí)，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(shí)操作在線性區(qū)，因?yàn)樵礃O與漏極的電壓在開關(guān)為導(dǎo)通時(shí)會(huì)趨向一致。PMOS做開關(guān)時(shí)，其基極接至電路里電位高的地方，通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時(shí)，PMOS開關(guān)會(huì)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(gè)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(huì)有讓信號振幅變小、信號失真的缺點(diǎn)。MOSFET的面積越小，制造芯片的成本就可以降低，在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。

柵極氧化層漏電流增加?xùn)艠O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(gè)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?yàn)榇┧硇?yīng)，有些電子有機(jī)會(huì)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(gè)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。MOSFET的臨界電壓是由柵極與通道材料的功函數(shù)之間的差異來決定的 。太倉低壓P管MOSFET封裝

為何要把MOSFET的尺寸縮?。繌B門DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)

功率MOSFET：通常一個(gè)市售的功率晶體管都包含了數(shù)千個(gè)這樣的單元。主條目：功率晶體管。功率MOSFET和MOSFET元件在結(jié)構(gòu)上就有著明顯的差異。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(diǎn)都離芯片表面只有幾個(gè)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(shí)承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個(gè)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(gè)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。廈門DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)

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