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低壓N管MOSFET

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-05-20

MOSFET參數(shù):Vgs,柵源極較大驅(qū)動(dòng)電壓,這也是MOSFET的一個(gè)極限參數(shù),表示MOSFET所能承受的較大驅(qū)動(dòng)電壓,一旦驅(qū)動(dòng)電壓超過這個(gè)極限值,即使在極短的時(shí)間內(nèi)也會(huì)對(duì)柵極氧化層產(chǎn)生長(zhǎng)久性傷害。一般來說,只要驅(qū)動(dòng)電壓不超過極限,就不會(huì)有問題。但是,某些特殊場(chǎng)合,因?yàn)榧纳鷧?shù)的存在,會(huì)對(duì)Vgs電壓產(chǎn)生不可預(yù)料的影響,需要格外注意。SOA,安全工作區(qū),每種MOSFET都會(huì)給出其安全工作區(qū)域,不同雙極型晶體管,功率MOSFET不會(huì)表現(xiàn)出二次擊穿,因此安全運(yùn)行區(qū)域只簡(jiǎn)單從導(dǎo)致結(jié)溫達(dá)到較大允許值時(shí)的耗散功率定義。MOSFET計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。低壓N管MOSFET

功率MOSFET的種類:按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為;耗盡型;當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道,增強(qiáng)型;對(duì)于N(P)溝道器件,柵極電壓大于(小于)零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道,功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型。功率MOSFET導(dǎo)通時(shí)只有一種極性的載流子(多子)參與導(dǎo)電,是單極型晶體管。導(dǎo)電機(jī)理與小功率MOS管相同,但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷?,功率MOSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),又稱為VMOSFET(Vertical MOSFET),大幅提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。上海低壓N+NMOSFET型號(hào)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。

雙重MOSFET(CMOS)開關(guān):為了改善單一MOSFET開關(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開關(guān)成為普遍的做法。CMOS開關(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,所以開關(guān)的電阻幾乎可以保持定值,減少信號(hào)失真。

數(shù)字電路對(duì)MOSFET的幫助:數(shù)字科技的進(jìn)步,如微處理器運(yùn)算效能不斷提升,帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動(dòng)力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中較快的一種。MOSFET在數(shù)字信號(hào)處理上較主要的成功來自CMOS邏輯電路的發(fā)明,這種結(jié)構(gòu)較大的好處是理論上不會(huì)有靜態(tài)的功率損耗,只有在邏輯門(logic gate)的切換動(dòng)作時(shí)才有電流通過。CMOS邏輯門較基本的成員是CMOS反相器(inverter),而所有CMOS邏輯門的基本操作都如同反相器一樣,在邏輯轉(zhuǎn)換的瞬間同一時(shí)間內(nèi)必定只有一種晶體管(NMOS或是PMOS)處在導(dǎo)通的狀態(tài)下,另一種必定是截止?fàn)顟B(tài),這使得從電源端到接地端不會(huì)有直接導(dǎo)通的路徑,大量節(jié)省了電流或功率的消耗,也降低了集成電路的發(fā)熱量。MOSFET里的氧化層位于其通道上方。

MOSFET在導(dǎo)通時(shí)的通道電阻低,而截止時(shí)的電阻近乎無限大,所以適合作為模擬信號(hào)的開關(guān)(信號(hào)的能量不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)的電阻而損失太多)。MOSFET作為開關(guān)時(shí),其源極與漏極的分別和其他的應(yīng)用是不太相同的,因?yàn)樾盘?hào)可以從MOSFET柵極以外的任一端進(jìn)出。對(duì)NMOS開關(guān)而言,電壓較負(fù)的一端就是源極,PMOS則正好相反,電壓較正的一端是源極。MOSFET開關(guān)能傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到其柵極—源極、柵極—漏極,以及漏極到源極的電壓限制,如果超過了電壓的上限可能會(huì)導(dǎo)致MOSFET燒毀。為何要把MOSFET的尺寸縮???太倉(cāng)高壓N管MOSFET設(shè)計(jì)

MOSFET的柵極選擇電性良好的導(dǎo)體,多晶硅在經(jīng)過重?fù)诫s之后的導(dǎo)電性可以用在MOSFET的柵極上。低壓N管MOSFET

過去數(shù)十年來,MOSFET的尺寸不斷地變小。早期的集成電路MOSFET制程里,通道長(zhǎng)度約在幾個(gè)微米(micrometer)的等級(jí)。但是到了 的集成電路制程,這個(gè)參數(shù)已經(jīng)縮小了幾十倍甚至超過一百倍。2006年初,Intel開始以65納米(nanometer)的技術(shù)來制造新一代的微處理器,實(shí)際的元件通道長(zhǎng)度可能比這個(gè)數(shù)字還小一些。至90年代末,MOSFET尺寸不斷縮小,讓集成電路的效能 提升,而從歷史的角度來看,這些技術(shù)上的突破和半導(dǎo)體制程的進(jìn)步有著密不可分的關(guān)系。低壓N管MOSFET

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