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MOS管的基本工作原理簡述

肖特基二極管供應商
MOSFET的基(jī)本工(gōng)作原理
對MOSFET(金屬氧(yǎng)化物半導體場效應晶體管)的基本結構,要理解MOSFET的功能,或許要首先研究一下半導體表麵。
由於缺乏相鄰的原子,某種半導體的表麵總是其理想晶(jīng)格的一種被擾亂的形態。因此,表麵(miàn)常常會生長一層薄的氧(yǎng)化層或吸附一些其他原子(zǐ)和分子。於是(shì),這些表麵層(céng)通常會(huì)帶(dài)電。
以一(yī)種p型半導體為例,假定其表麵帶正電對少量正電(diàn)荷可得在這種表麵,空(kōng)穴的(de)濃度/密度逐漸降低,其導帶和價帶同時向(xiàng)下彎曲,建(jiàn)立起一個厚度為hd的耗盡區。
增大(dà)正電荷量將導致I qVs I > E; - EF
在這種情況下,導帶和價帶彎曲得(dé)更加厲害,對於半導體(tǐ)表麵處的一個較小區域,費米(mǐ)能級更加靠近導帶而不是價帶,從而形成一個厚度為h的反型(xíng)層,在反型(xíng)層中電子是(shì)多數載(zǎi)流子。
緊挨(āi)著反型層的是(shì)厚度為h.的耗盡層(céng),耗盡層把反型層和P區隔開。
如果該p型半(bàn)導體表麵帶負電,所形成的將(jiāng)是空穴累積層。N型半導體(tǐ)的特性(xìng)與之相似:表麵帶正電時形成累積層(céng),表麵帶負電時形成耗盡區(qū)負電荷增多則(zé)形成反型(xíng)層。
接下來,假定在此p型半導體的表麵有一層薄氧化膜,氧化膜上再鍍一層金屬膜。在這層金屬膜上施加一個正向電壓。進一步再添加兩個n+區分別作為源區和
漏區。這(zhè)樣,我們就(jiù)有了一個最簡單的橫向MOS場效應晶體管的例子(zǐ)。正向電(diàn)壓(yā)的作用和正(zhèng)表麵電荷的作用相同:當柵極(jí)上有足夠大的正電壓,兩個
n區就會通過反型層連接起來。由於柵壓Vc>VT,漏極(jí)和源極之間才有(yǒu)電流通過。
柵源閾值電壓Vr(對n溝道(dào) MOSFET):該閾值電(diàn)壓是這樣一個柵(shān)極電壓,在此電壓下產生的電子濃度(dù)等於空穴濃度。
MOS場效應晶體管可分(fèn)為
1)n溝(gōu)道MOSFET:在p區形成(chéng)一個n型溝道(dào)。
2)p溝道 MOSFET:在n區形成一個p型溝(gōu)道。
仔細探查,必須考慮到氧化層在靠近半導體的界麵上含有(yǒu)正電荷。這些電荷的密度在5x10°~1x101/c㎡數(shù)量(liàng)級。而且,功率MOSFET的柵區由n型重摻雜多晶矽層組成),由於n*摻雜多晶矽和p型半(bàn)導(dǎo)體(考慮n溝道MOS-
FET)中(zhōng)費米能級的位置不同(tóng),柵極和半導體之間已經存在了一個電勢差。這兩種效應都以相同的方式起作用,猶如一個外施正柵極電壓,從而導(dǎo)致閾值電壓V,降低。n溝道 MOSFET在p區低(dī)摻雜和氧化(huà)層電荷密度高的情況下,V是負(fù)的,甚至沒有外
加柵極電壓,溝道也會存在。上麵所提到的閾值電壓的定(dìng)義仍然是有效的。
MOSFET 可根(gēn)據柵(shān)極電壓分為
1)耗(hào)盡型:V<0,該器件為常開器件(jiàn),在柵源加(jiā)負電壓vc
2)增強型:Vπ>0,n溝道隻在Vc>Vr時才會形成(常關器件)。
通常情況下(xià),由(yóu)於具有常關特點,電力電子技術中使用的是(shì)增強(qiáng)型MOSFET器件,而且幾乎都(dōu)是n溝道MOSFET.由於電子的遷移率(lǜ)遠遠高於空穴的遷移率,n溝道MOSFET器件更有優勢。現代器件閾值電壓的典型(xíng)值(zhí)被調整到2~4V。
肖特基二極管供應商
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