MOSFET場效應管的參數很多,包括直流參數、交流參數和極限參數,但一般使用時關注以下主要參數:1、IDSS—飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。2、UP—夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。3、UT—開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓。4、gM—跨導。是表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM是衡量場效應管放大能力的重要參數。MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導體主動元件中極快的一種。南通高壓N管MOSFET失效分析
MOSFET的尺寸縮小后出現的困難把MOSFET的尺寸縮小到一微米以下對于半導體制程而言是個挑戰,不過新挑戰多半來自尺寸越來越小的MOSFET元件所帶來過去不曾出現的物理效應。次臨限傳導由于MOSFET柵極氧化層的厚度也不斷減少,所以柵極電壓的上限也隨之變少,以免過大的電壓造成柵極氧化層崩潰(breakdown)。為了維持同樣的性能,MOSFET的臨界電壓也必須降低,但是這也造成了MOSFET越來越難以完全關閉。也就是說,足以造成MOSFET通道區發生弱反轉的柵極電壓會比從前更低,于是所謂的次臨限電流(subthreshold current)造成的問題會比過去更嚴重,特別是 的集成電路芯片所含有的晶體管數量劇增,在某些VLSI的芯片,次臨限傳導造成的功率消耗竟然占了總功率消耗的一半以上。低壓MOSFET價格Eoss,輸出容能量,表示輸出電容Coss在MOSFET存儲的能量大小。
MOSFET在數字電路上應用的大優勢是對直流信號而言,MOSFET的柵極端阻抗為無限大(等效于開路),也就是理論上不會有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點,而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET和他們較主要的競爭對手BJT相較之下更為省電,而且也更易于驅動。在CMOS邏輯電路里,除了負責驅動芯片外負載(off-chip load)的驅動器(driver)外,每一級的邏輯門都只要面對同樣是MOSFET的柵極,如此一來較不需考慮邏輯門本身的驅動力。相較之下,BJT的邏輯電路(例如較常見的TTL)就沒有這些優勢。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設計工程師而言亦有其他優點,例如較不需考慮邏輯門輸出端的負載效應(loading effect)。
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。常見的MOSFET技術有:雙柵極MOSFET。
功率MOSFET的驅動通常要求:觸發脈沖要具有足夠快的上升和下降速度;②開通時以低電阻力柵極電容充電,關斷時為柵極提供低 電阻放電回路,以提高功率MOSFET的開關速度;③為了使功率MOSFET可靠觸發導通,觸發脈沖電壓應高于管子的開啟電壓,為了防止誤導通,在其截止 時應提供負的柵源電壓;④功率開關管開關時所需驅動電流為柵極電容的充放電電流,功率管極間電容越大,所需電流越大,即帶負載能力越大。功率MOSFET屬于電壓型控制器件,只要柵極和源極之間施加的電壓超過其閥值電壓就會導通。由于MOSFET存在結電容,關斷時其漏源兩端電壓的突然上升將會通過結電容在柵源兩端產生干擾電壓。常用的互補驅動電路的關斷回路阻抗小,關斷速度較快,但它不能提供負壓,故抗干擾性較差。為了提高電路的抗干 擾性,可在此種驅動電路的基礎上增加一級有V1、V2、R組成的電路,產生一個負壓。在一般分布式MOSFET元件中,通常把基極和源極接在一起,故分布式MOSFET通常為三端元件。杭州低壓P管MOSFET型號
MOSFET主要參數:飽和漏源電流、夾斷電壓、開啟電壓。南通高壓N管MOSFET失效分析
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。由于MOSFET元件的性能逐漸提升,除了傳統上應用于諸如微處理器、微控制器等數位信號處理的場合上,也有越來越多模擬信號處理的集成電路可以用MOSFET來實現,以下分別介紹這些應用。南通高壓N管MOSFET失效分析
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