漏極電流iD沿溝道產(chǎn)生的電壓降使溝道內(nèi)各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等,靠近源極一端的電壓較大,這里溝道較厚,而漏極一端電壓較小,其值為VGD=vGS-vDS,因而這里溝道較薄。但當(dāng)vDS較小(vDS 隨著vDS的增大,靠近漏極的溝道越來(lái)越薄,當(dāng)vDS增加到使VGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)時(shí),溝道在漏極一端出現(xiàn)預(yù)夾斷,如圖2(b)所示。再繼續(xù)增大vDS,夾斷點(diǎn)將向源極方向移動(dòng),如圖2(c)所示。由于vDS的增加部分幾乎全部降落在夾斷區(qū),故iD幾乎不隨vDS增大而增加,管子進(jìn)入飽和區(qū),iD幾乎只由vGS決定。場(chǎng)效應(yīng)管在電子設(shè)備中普遍應(yīng)用,如音頻放大器、電源管理等。中山半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管供應(yīng)
對(duì)比:場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的各自應(yīng)用特點(diǎn):1.場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c,它們的作用相似。2.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件,由vGS控制iD,其放大系數(shù)gm一般較小,因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差;三極管是電流控制電流器件,由iB(或iE)控制iC。3.場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流(ig»0);而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的柵極輸入電阻比三極管的輸入電阻高。4.場(chǎng)效應(yīng)管是由多子參與導(dǎo)電;三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電,而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大,因而場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件(溫度等)變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。中山半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管供應(yīng)在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),需要注意正確連接其源極、柵極和漏極,以確保其正常工作。
場(chǎng)效應(yīng)管主要參數(shù):1、漏源擊穿電壓。漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能接受的較大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù),加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。2、較大耗散功率。較大耗散功率PDSM也是—項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的較大漏源耗散功率。運(yùn)用時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)踐功耗應(yīng)小于PDSM并留有—定余量。3、較大漏源電流。較大漏源電流IDSM是另一項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí),漏源間所允許經(jīng)過(guò)的較大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超越IDSM。
如果GATE相對(duì)于BACKGATE反向偏置,空穴被吸引到表面,channel形成了,因此PMOS管的閾值電壓是負(fù)值。由于NMOS管的閾值電壓是正的,PMOS的閾值電壓是負(fù)的,所以工程師們通常會(huì)去掉閾值電壓前面的符號(hào),一個(gè)工程師可能說(shuō),"PMOS Vt從0.6V上升到0.7V", 實(shí)際上PMOS的Vt是從-0.6V下降到-0.7V。場(chǎng)效應(yīng)管通過(guò)投影一個(gè)電場(chǎng)在一個(gè)絕緣層上來(lái)影響流過(guò)晶體管的電流。事實(shí)上沒(méi)有電流流過(guò)這個(gè)絕緣體,所以FET管的GATE電流非常小。較普通的FET用一薄層二氧化硅來(lái)作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。因?yàn)镸OS管更小更省電,所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場(chǎng)合取代了雙極型晶體管。在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),需要注意避免靜電放電,以免損壞器件。
以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個(gè)高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通,二者總保持等電位。當(dāng)漏接電源正極,源極接電源負(fù)極并使VGS=0時(shí),溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當(dāng)VGS大于管子的開(kāi)啟電壓VTN(一般約為+2V)時(shí),N溝道管開(kāi)始導(dǎo)通,形成漏極電流ID。場(chǎng)效應(yīng)晶體管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分別發(fā)明,但是實(shí)用的器件一直到1952年才被制造出來(lái)(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,Junction-FET,JFET)。1960年Dawan Kahng發(fā)明了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET),從而大部分代替了JFET,對(duì)電子行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。場(chǎng)效應(yīng)管的使用方法包括選擇合適的工作點(diǎn)和電源電壓,以及連接正確的外部電路。VMOS場(chǎng)效應(yīng)管注意事項(xiàng)
場(chǎng)效應(yīng)管具有較長(zhǎng)的使用壽命,可靠性高,降低了設(shè)備的維護(hù)成本。中山半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管供應(yīng)
MOSFET管基本結(jié)構(gòu)與工作原理:mos管學(xué)名是場(chǎng)效應(yīng)管,是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管,屬于絕緣柵型。本文就結(jié)構(gòu)構(gòu)造、特點(diǎn)、實(shí)用電路等幾個(gè)方面用工程師的話簡(jiǎn)單描述。MOS場(chǎng)效應(yīng)三極管分為:增強(qiáng)型(又有N溝道、P溝道之分)及耗盡型(分有N溝道、P溝道)。N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)見(jiàn)上圖。其中:電極 D(Drain) 稱為漏極,相當(dāng)雙極型三極管的集電極;電極 G(Gate) 稱為柵極,相當(dāng)于的基極;電極 S(Source)稱為源極,相當(dāng)于發(fā)射極。中山半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管供應(yīng)