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柵極材料MOSFET

來源: 發布時間:2022-06-16

雙柵極MOSFET雙柵極(dual-gate)MOSFET通常用在射頻(Radio Frequency,RF)集成電路中,這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應用上,雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET一般而言,耗盡型(depletion mode)MOSFET比前述的增強型(enhancement mode)MOSFET少見。耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質濃度,使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓,通道仍然存在。如果想要關閉通道,則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET 的應用是在“常閉型”(normally-off)的開關,而相對的,加強式MOSFET則用在“常開型”(normally-on)的開關上。MOSFET的面積越小,制造芯片的成本就可以降低。柵極材料MOSFET

功率MOSFET按垂直導電結構的差異,又分為利用V型槽實現垂直導電的VVMOSFET和具有垂直導電雙擴散MOS結構的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),功率MOSFET為多元集成結構,MOSFET的漏極伏安特性(輸出特性):截止區(對應于GTR的截止區);飽和區(對應于GTR的放大區);非飽和區(對應于GTR的飽和區)。電力MOSFET工作在開關狀態,即在截止區和非飽和區之間來回轉換。電力MOSFET漏源極之間有寄生二極管,漏源極間加反向電壓時器件導通。電力MOSFET的通態電阻具有正溫度系數,對器件并聯時的均流有利。蘇州MOSFET廠家供應MOSFET在數字電路上應用的大優勢是對直流(DC)信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大。

柵極氧化層漏電流增加柵極氧化層隨著MOSFET尺寸變小而越來越薄,主流的半導體制程中,甚至已經做出厚度 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,所有的物理現象都在量子力學所規范的世界內,例如電子的穿隧效應(tunneling effect)。因為穿隧效應,有些電子有機會越過氧化層所形成的位能障壁(potential barrier)而產生漏電流,這也是 集成電路芯片功耗的來源之一。為了解決這個問題,有一些介電常數比二氧化硅更高的物質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)等高介電常數的物質均能有效降低柵極漏電流。柵極氧化層的介電常數增加后,柵極的厚度便能增加而維持一樣的電容大小。

MOSFET的型號命名:場效應管通常有下列兩種命名方法。第1種命名方法是使用“中國半導體器件型號命名法”的第3、第4和第5部分來命名,其中的第3部分用字母CS表示場效應管,第4部分用阿拉伯數字表示器件序號,第5部分用漢語拼音字母表示規格號。例如CS2B、CS14A、CS45G等。第二種命名方法與雙極型三極管相同,第1位用數字表示電極數;第二位用字母表示極性(其中D是N溝道,C是P溝道);第三位用字母表示類型(其中J表示結型場效應管,O表示絕緣柵場效應管)。例如,3DJ6D是N溝道結型場效應三極管,3D06C是N溝道絕緣柵型場效應三極管。MOSFET里的氧化層位于其通道上方。

場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而雙極結型晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。因此被稱之為雙極型器件。4、場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了 的應用。MOSFET在1960年由貝爾實驗室(Bell Lab.)的D. Kahng和 Martin Atalla 實作成功,這種元件的操作原理和1947年蕭克萊(William Shockley)等人發明的雙載流子結型晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT)截然不同,且因為制造成本低廉與使用面積較小、高整合度的優勢,在大型集成電路(Large-Scale Integrated Circuits,LSI)或是超大型集成電路(Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI)的領域里,重要性遠超過BJT。箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS;柵極材料MOSFET

耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質濃度,使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓。柵極材料MOSFET

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