价 格: | 面议 | |
型号/规格: | FNK3404 | |
品牌/商标: | FNK | |
封装形式: | SOT-23 | |
环保类别: | 无铅环保型 | |
安装方式: | 贴片式 | |
包装方式: | 卷带编带包装 | |
功率特征: | 小功率 |
MOSFET的核心:金属—氧化层—半导体电容
金属—氧化层—半导体结构MOSFET在结构上以一个金属—氧化层—半导体的电容为核心(如前所述,今日的MOSFET多半以多晶硅取代金属作为其栅极材料),氧化层的材料多半是二氧化硅,其下是作为基极的硅,而其上则是作为栅极的多晶硅。这样子的结构正好等于一个电容器(capacitor),氧化层扮演电容器中介电质(dielectric material)的角色,而电容值由氧化层的厚度与二氧化硅的介电常数(dielectric constant)来决定。栅极多晶硅与基极的硅则成为MOS电容的两个端点。
当一个电压施加在MOS电容的两端时,半导体的电荷分布也会跟著改变。考虑一个p-type的半导体(电洞浓度为NA)形成的MOS电容,当一个正的电压VGB施加在栅极与基极端(如图)时,电洞的浓度会减少,电子的浓度会增加。当VGB够强时,接近栅极端的电子浓度会超过电洞。这个在p-type半导体中,电子浓度(带负电荷)超过电洞(带正电荷)浓度的区域,便是所谓的反转层(inversion layer)。
MOS电容的特性决定了MOSFET的操作特性,但是一个完整的MOSFET结构还需要一个提供多数载子(majority carrier)的源极以及接受这些多数载子的漏极。
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操作模式 NMOS的漏极电流与漏极电压之间在不同VGSVth的关系 MOSFET在线性区操作的截面图 MOSFET在饱和区操作的截面图依照在MOSFET的栅极、源极,与漏极等三个端点施加的“偏压”(bias)不同,一个常见的加强型(enhancement mode)n-type MOSFET有下列三种操作区间:截止或次临限区(cut-off or sub-threshold region) 当栅极和源极间的电压VGS(G代表栅极,S代表源极)小于一个称为临界电压(threshold voltage,Vth)的值时,这个MOSFET是处在“截止”(cut-off)的状态,电流无法流过这个MOSFET,也就是这个MOSFET不导通。 但事实上当VGS>Vth、且VDS=0,一些拥有大量MOSFET的积体电路产品,如DRAM,次临限电流往往会造成额外的能量或功率消耗。 dzsc/19/4422/19442289.jpg dzsc/19/4422/19442289.jpg dzsc/19/4422/19442289.jpg
工作原理 场效应管工作原理用一句话说,就是“漏极-源极间流经沟道的ID,用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID”。更正确地说,ID流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域,表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电流,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次,VGS向负的方向变化,让VGS=VGS(off),此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。 dzsc/19/4435/19443535.jpg dzsc/19/4435/19443535.jpg ...