MOS场效应晶体管
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功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET (Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS 器件为例进行讨论。
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(PowerMOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。
由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。
但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。
一、电力场效应管的结构和工作原理电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。
在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。
电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。
小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。
电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。
按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。
电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。
N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。
电气符号,如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。
当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。
如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS,并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,则管子开通,在漏、源极间流过电流ID。
UGS超过UT越大,导电能力越强,漏极电流越大。
二、电力场效应管的静态特性和主要参数PowerMOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性,与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。
1、静态特性(1)输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。
特性曲线,如图2(b)所示。
MOS场效应管MOS晶体管金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管,有P型MOS管和N型MOS管之分。
MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-ICMOSFET的结构MOSFET是Metal-Oxide-Silicon Field Effect Transistor的英文缩写,平面型器件结构,按照导电沟道的不同可以分为NMOS和PMOS器件。
MOS器件基于表面感应的原理,是利用垂直的栅压VGS实现对水平IDS的控制。
它是多子(多数载流子)器件。
用跨导描述其放大能力。
MOSFET晶体管的截面图如图1所示在图中,S=Source,G=Gate,D=Drain。
NMOS和PMOS在结构上完全相像,所不同的是衬底和源漏的掺杂类型。
简单地说,NMOS是在P型硅的衬底上,通过选择掺杂形成N 型的掺杂区,作为NMOS的源漏区;PMOS是在N型硅的衬底上,通过选择掺杂形成P型的掺杂区,作为PMOS的源漏区。
如图所示,两块源漏掺杂区之间的距离称为沟道长度L,而垂直于沟道长度的有效源漏区尺寸称为沟道宽度W。
对于这种简单的结构,器件源漏是完全对称的,只有在应用中根据源漏电流的流向才能最后确认具体的源和漏。
器件的栅电极是具有一定电阻率的多晶硅材料,这也是硅栅MOS器件的命名根据。
在多晶硅栅与衬底之间是一层很薄的优质二氧化硅,它是绝缘介质,用于绝缘两个导电层:多晶硅栅和硅衬底,从结构上看,多晶硅栅-二氧化硅介质-掺杂硅衬底(Poly-Si--SiO2--Si)形成了一个典型的平板电容器,通过对栅电极施加一定极性的电荷,就必然地在硅衬底上感应等量的异种电荷。
这样的平板电容器的电荷作用方式正是MOS器件工作的基础。
MOS管的模型MOS管的等效电路模型及寄生参数如图2所示。
图2中各部分的物理意义为:(1)LG和RG代表封装端到实际的栅极线路的电感和电阻。
mos名词解释
MOS,全称为Metal-Oxide-Semiconductor,即半导体金属氧化物,它
是集成电路中的材料,现在也可指代芯片。
MOSFET是MOS的缩写,中文名是金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管。
MOSFET由P-N结构成,P是正的意思(positive),N是负的意思(negative)。
由于正负离子的作用,在MOSFET内部形成了耗尽层和沟道,耗尽层里的正负离子相互综合,达到了稳定的状态,而沟道是电子流通的渠道。
MOSFET可分为HMOS(高密度MOS)和CMOS(互补MOS),两种合起来又有了CHMOS。
MOSFET的功能和三极管差不多主要是放大电路。
以上内容仅供参考,如需更专业的名词解释,建议咨询专业人士。
MOS管初级⼊门详解MOSFETMOS管初级⼊门详解功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor⾦属氧化物半导体),FET (FieldEffectTransistor场效应晶体管),即以⾦属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利⽤电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),简称功率MOSFET (PowerMOSFET)。
结型功率场效应晶体管⼀般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——SIT)。
其特点是⽤栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率⼩,开关速度快,⼯作频率⾼,热稳定性优于GTR,但其电流容量⼩,耐压低,⼀般只适⽤于功率不超过10kW的电⼒电⼦装置。
2.功率场效应晶体管MOSFET的结构和⼯作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压⼤于(⼩于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电⽓符号如图1所⽰;其导通时只有⼀种极性的载流⼦(多⼦)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与⼩功率MOS管相同,但结构上有较⼤区别,⼩功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET⼤都采⽤垂直导电结构,⼜称为VMOSFET (VerticalMOSFET),⼤⼤提⾼了MOSFET器件的耐压和耐电流能⼒。
按垂直导电结构的差异,⼜分为利⽤V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(VerticalDouble-diffusedMOSFET),本⽂主要以VDMOS器件为例进⾏讨论。
mos场效应晶体管
Mos场效应晶体管是一种由晶体管和一组极性电极组成的可控制的电晶体元件,它的构造有着三个基本构元:主要是活塞片,源极和漏极。
Mos场效应晶体管是半导体电子器件中的重要一部分,它由两个栅极桥式构成,由垂直排列的源极,漏极,活塞片和双栅极构成,通过改变活塞片的位移来改变电路参数,以实现对电路的控制,是工业等领域应用十分广泛的半导体元件。
它具有较低的截止电压,低风险,高稳定性,低功耗,高可靠性等优点,适用于低功耗、放大、抑制、调节等电路应用。
MOS管参数详解和驱动电阻选择MOS管,全名金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor),是一种广泛应用于电子电路中的晶体管。
它具有低功耗、高开关频率、低电压驱动、高噪声抑制等特点,常被用作功率放大器和开关。
下面将详细解析MOS管的一些重要参数及其影响,以及驱动电阻的选择。
1. 阈值电压(Threshold Voltage):阈值电压是指当MOS管工作在放大区时,控制电压达到的临界值。
它决定了MOS管的导通条件,越小表示MOS管对控制电压的敏感度越高。
2. 栅极电容(Gate Capacitance):栅极电容是指栅极和源极之间的电容。
它是MOS管的核心特性之一,决定了MOS管的响应速度。
栅极电容越小,MOS管的开关速度越快。
3. 输出电容(Output Capacitance):输出电容是指输出端和源极之间的电容。
它是MOS管的另一个重要特性,影响MOS管的开关频率和功耗。
输出电容越大,MOS管的开关频率越低,功耗越大。
4. 导通电阻(On-Resistance):导通电阻是指MOS管导通时的电阻值。
它是MOS管的一个重要参数,影响功率损耗和效率。
导通电阻越小,MOS管的功率损耗和热量损失越小。
5. 驱动电阻(Drive Resistance):驱动电阻是指用于驱动MOS管的电路中的电阻。
驱动电阻的选择对MOS管的性能和可靠性至关重要。
一般来说,驱动电阻不能过大,以保证MOS管在短时间内能够迅速充放电,提高开关速度;同时也不能过小,以避免过大的电流流过驱动电路,降低效率。
在选择驱动电阻时,需要考虑以下几个因素:1.驱动电压:驱动电阻的阻值应根据MOS管的驱动电压来确定。
一般来说,驱动电阻的阻值应小于MOS管的输入电阻,以确保能够提供足够的电流来驱动MOS管。
2.驱动能力:驱动电阻应具有足够的驱动能力,即能够提供足够的电流来驱动MOS管的栅极。
电子管,晶体管,三极管,场效应管,MOS以及CMOS的区别和联系
电子管:一种在气密性封闭容器中产生电流传导,利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件,常用于早期电子产品中。
晶体管(transistor):一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
电子管与晶体管代表了电子元器件发展过程中的两个阶段:电子管——晶体管——集成电路。
电子管可分为电子二极管,电子三极管等,晶体管也分为半导体二极管,半导体三极管等。
三极管:半导体三极管的简称,是一种电流控制型半导体器件,由多子和少子同时参与导电,也称双极型晶体管(BJT)或晶体三极管。
场效应管(FET):Field Effect Transistor,一种电压控制型半导体器件,由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。
MOS:场效应管的一种。
CMOS:互补金属氧化物半导体,是一种类似MOS管设计结构的多MOS结构组成的电路,是一种由无数电子元件组成的储存介质。
功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET (Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS 器件为例进行讨论。
mos管体效应
回答:
MOS管是一种常用的场效应晶体管,其主要特点是具有高输入阻抗、低噪声、低失真等优点。
MOS管的体效应是指在MOS管的工作过程中,由于沟道中的电子密度变化而引起的电场效应。
MOS管的结构包括一个金属栅极、一个绝缘层和一个半导体沟道。
当栅极施加正电压时,栅极和沟道之间的电场会引起沟道中的电子密度变化。
由于沟道中的电子密度变化,沟道中的电场也会发生变化,从而影响MOS管的输出特性。
MOS管的体效应主要包括两个方面:沟道长度调制效应和沟道宽度调制效应。
沟道长度调制效应是指在MOS管的工作过程中,由于沟道长度的变化而引起的电场效应。
当栅极施加正电压时,沟道中的电子密度会发生变化,从而引起沟道长度的变化。
沟道长度的变化会影响沟道中的电场分布,从而影响MOS管的输出特性。
沟道宽度调制效应是指在MOS管的工作过程中,由于沟道宽度的变化而引起的电场效应。
当栅极施加正电压时,沟道中的电子密度会发生变化,从而引起沟道宽度的变化。
沟道宽度的变化会影响沟道中的电场分布,从而影响MOS管的输
出特性。
MOS管的体效应对MOS管的输出特性有很大的影响。
在MOS管的设计和制造过程中,需要考虑体效应的影响,以提高MOS管的性能和可靠性。
一、介绍mos场效应管MOS场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET)是一种常用的场效应晶体管,被广泛应用于集成电路和功率放大器中。
它具有高输入电阻、低噪声系数、高频率特性和较高的可靠性,因此在电子行业中拥有广泛的应用。
二、MOS场效应管的制作工艺1. 基础工艺准备MOS场效应管的制作首先需要准备硅衬底,通常是n型或p型硅衬底。
在准备硅衬底之前,需要对硅片进行清洗、抛光和去除常见的杂质和附着物,以确保硅衬底表面的光洁度和平整度。
2. 渗透层制备接下来是为了增强氧化层和MOS栅极的定位而形成的渗透层的制备。
渗透层主要由P型或N型多晶硅薄膜组成,其厚度通常在200-300nm之间。
3. 氧化层生长氧化层的生长通常使用干法氧化或湿法氧化的方法。
干法氧化是通过高温下氧化气体的作用,在硅表面生长出氧化层;湿法氧化则是在加热的气氛中,采用水蒸气和氧气混合气体生长氧化层。
氧化层的厚度通常在20-300nm之间。
4. 光刻工艺在氧化层上,在所需要的位置上,通过光刻胶技术进行图案设计,然后投射紫外光,再通过显影和蚀刻等工艺将所需的图案转移到氧化层上。
5. 栅极制备在光刻工艺过程中形成的图案将作为掩膜,用于栅极的形成。
通常使用富勒烯等材料来用于栅极的制备。
6. 接触沟槽制备通过刻蚀技术,形成MOSFET的接触沟槽。
接触沟槽是用于源漏掺杂(通常为N+或P+掺杂)的区域。
7. 接触金属制备在接触沟槽中形成接触金属,通常使用铝或金属合金作为接触金属。
这一步骤需要经过金属蒸发或其他金属沉积工艺。
8. 清洗和退火对制备好的MOSFET晶体管进行清洗和热退火处理,来确保晶体管的结构完整和性能稳定。
三、总结MOS场效应管的制作工艺是一个复杂而精细的过程,需要多种材料和工艺的结合。
它的制备包括了硅片准备、渗透层制备、氧化层生长、光刻工艺、栅极制备、接触沟槽制备、接触金属制备和清洗和退火等基本步骤。
mos管和晶体管
MOS管和晶体管是现代电子技术中最常用的两种半导体器件。
它们都是基于半导体材料的电子元件,但是它们的工作原理和应用场景有所不同。
MOS管,全称金属氧化物半导体场效应管,是一种基于金属氧化物半导体结构的电子元件。
它的工作原理是通过控制栅极电压来改变源极和漏极之间的电阻,从而实现电流的控制。
MOS管具有高输入阻抗、低噪声、低功耗等优点,因此被广泛应用于模拟电路、数字电路、功率电子等领域。
例如,在计算机芯片中,MOS管被用于构建逻辑门、存储器单元等基本电路。
晶体管,全称晶体管放大器,是一种基于PN结的电子元件。
它的工作原理是通过控制基极电流来改变集电极和发射极之间的电流,从而实现电流的放大。
晶体管具有高增益、高频率响应、可靠性高等优点,因此被广泛应用于放大器、振荡器、开关等领域。
例如,在收音机中,晶体管被用于放大电台信号,从而实现音频的放大和解调。
虽然MOS管和晶体管的工作原理和应用场景有所不同,但是它们都是半导体器件的代表,是现代电子技术中不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展,MOS管和晶体管的性能也在不断提高,例如,MOS管的尺寸越来越小,功耗越来越低,晶体管的频率响应越来越高,噪声越来越小。
这些进步为电子技术的发展提供了强有力的支
持,也为人们的生活带来了更多的便利和乐趣。
MOS管和晶体管是现代电子技术中最常用的两种半导体器件,它们的工作原理和应用场景有所不同,但是它们都是半导体器件的代表,是现代电子技术中不可或缺的一部分。