MOSFET的結構:用一塊P型硅半導體材料作襯底,在其面上擴散了兩個N型區,再在上面覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層,在N區上方用腐蝕的方法做成兩個孔,用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極:G(柵極)、S(源極)及D(漏極),出柵極G與漏極D及源極S是絕緣的,D與S之間有兩個PN結。一般情況下,襯底與源極在內部連接在一起,這樣,相當于D與S之間有一個PN結。常見的N溝道增強型MOSFET的基本結構圖。為了改善某些參數的特性,如提高工作電流、提高工作電壓、降低導通電阻、提高開關特性等有不同的結構及工藝,構成所謂VMOS、DMOS、TMOS等結構。雖然有不同的結構,但其工作原理是相同的。MOSFET是一種可以普遍使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管。四川MOSFET批發
MOSFET也被稱為電壓控制器件,因為柵極的電壓量控制著電流從漏極到源極的流動。同樣,沒有電流從柵極流出。還有另一種稱為耗盡型的MOSFET。除了在摻雜時也形成溝道以外,與增強型相似,即,默認情況下,耗盡型存在由增強型的柵極電壓形成的溝道,所有其他工作原理都相同,不同的是,耗盡型需要一個負柵極電壓來關閉它,它通常打開(常閉),而增強型通常關閉(常開)。每個電路符號均有四個端子,即源極,柵極,漏極和襯底,其中,源極和襯底內部連接。如果箭頭指向襯底,則其N溝道或電子流向柵極以形成N溝道,否則,其P溝道或電子從柵極流走以形成P溝道。四川耗盡型MOSFETMOSFET依照其“通道”(工作載流子)的極性不同,可分為“N型”與“P型” 的兩種類型。
當MOSFET的尺寸縮的非常小、柵極氧化層也變得非常薄時,例如編輯此文時 制程可以把氧化層縮到一納米左右的厚度,一種過去沒有發現的現象也隨之產生,這種現象稱為“多晶硅耗盡”。當MOSFET的反轉層形成時,有多晶硅耗盡現象的MOSFET柵極多晶硅靠近氧化層處,會出現一個耗盡層(depletion layer),影響MOSFET導通的特性。要解決這種問題,金屬柵極是 的方案。可行的材料包括鉭(Tantalum)、鎢、氮化鉭(Tantalum Nitride),或是氮化鈦(Titalium Nitride)。這些金屬柵極通常和高介電常數物質形成的氧化層一起構成MOS電容。另外一種解決方案是將多晶硅完全的合金化,稱為FUSI(FUlly-SIlicide polysilicon gate)制程。
MOSFET計算系統的散熱要求,設計人員必須考慮兩種不同的情況,即較壞情況和真實情況。建議采用針對較壞情況的計算結果,因為這 個結果提供更大的安全余量,能確保系統不會失效。在MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測量數據;比如封裝器件的半導體結與環境之間的熱阻,以及較 大的結溫。開關損耗其實也是一個很重要的指標。導通瞬間的電壓電流乘積相當大,一定程度上決定了器件的開關性能。不過,如果系統對開關性能要求比較高,可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。MOSFET的參數很多,包括直流參數、交流參數和極限參數。
常見的N溝道增強型MOSFET的基本結構圖。為了改善某些參數的特性,如提高工作電流、提高工作電壓、降低導通電阻、提高開關特性等有不同的結構及工藝,構成所謂VMOS、DMOS、TMOS等結構。雖然有不同的結構,但其工作原理是相同的,這里就不一一介紹了。要使增強型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結處于反向,因此漏源之間不能導電。越來越多模擬信號處理的集成電路可以用MOSFET來實現。杭州常用MOSFET
雙柵極MOSFET通常用在射頻集成電路,這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。四川MOSFET批發
MOSFET當一個夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極(source)之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時所謂的“反型層”(inversion channel)就會形成。通道的極性與其漏極(drain)與源極相同,假設漏極和源極是N型,那么通道也會是N型。通道形成后,MOSFET即可讓電流通過,而依據施于柵極的電壓值不同,可由MOSFET的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。 半導體元件的材料通常以硅(silicon)為 ,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的制程四川MOSFET批發
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