MOSFET

U B ³ U = U ни комуникация - U 0.

В изходния клон характеристики насищане са разположени почти хоризонтално, т.е.. Е. Тигелът ток е почти независимо от напрежението U Б. По този начин, в режим на насищане MOSFET канал има

висока устойчивост и транзистор е еквивалентно на източник на ток, контролирани от порта източник напрежение.

ОБЛАСТ насищане работи, ако транзистор се използва за усилване на сигнали. Области изключвател и линеен използва, когато транзистора работи в ключов режим.

характеристиката за прехвърляне на транзистора MOS с индуциран канал е показано на фиг. 4.4. В нула порта източване напрежение ток е нула. Забележително ток се появява, когато напрежението на гейта надвишава праговата стойност на U 0.

характеристиката за прехвърляне на транзистора MOS за региона на насищане е приблизително чрез експресията

Специфична проводимост на MOSFET се определя с израза (4.2).

MOSFET транзистори с вграден канал. Структурата с вграден MOPtranzistora тип n- канал е показано на фиг. 4.5, както и. Фиг. 4,5, б е дал конвенционален графичен символ. Субстратът (р-тип силициев кристал) служи за създаване на това N-тип канали.

При прилагане на отрицателно напрежение на входа на електрод метална врата е отрицателно зареден. Y съседен на диелектричната изчерпване канал повърхностния слой е образуван. Ширината на изчерпване слой зависи от съобщенията на напрежение U. Такъв режим на работа на транзистора MOS когато концентрацията на носители в канала е по-малка от стойността на равновесие, наречена режим изчерпване. В определена стойност на отрицателно напрежение U комуникационния канал е напълно изчерпана слой се припокрива и сегашните спирки. Това напрежение се нарича прекъсване напрежение на MOSFET с вграден канал и е означен U UTS.

Източник п + (силиций)

Текущ MOSFET с вграден канал при нулево порта напрежение има ненулева стойност, наричан първоначалната съм с по-рано. Ако U връзка> 0. броя на електроните в увеличения на канала. Това увеличава проводимостта на канала. Такъв режим на работа на транзистора с вграден канал, където концентрацията на носител в канала е по-голяма от режим на равновесие се нарича обогатяване.

По този начин, един MOS транзистор с вграден канал може да работи в режим на изчерпване или режим аксесоар, с положително напрежение U връзка. Изходни характеристики MOPtranzistora с п-тип вграден канал, показан на фиг. 4.6.

характеристиката за прехвърляне на MOSFET с вграден канал е показано на фиг. 4.7.

Първоначалната стойност на изтичане на ток на MOSFET с вграден канал, определена от израза

Nach I С = μ С 0 W L U 0 2.

Тук μ - подземни мобилност носител, С 0 - специфичен капацитет на порта канал. дължина L на каналите равна на разстоянието между източника и дренажни участъци и W широчина - дължината на тези региони.

4. изграждане и характеристиките на високи MOSFETS

Мощност MOSFET транзисторите са резултат от развитието на интегрирана технология MOS. Необходимостта от разработване на такива устройства е мотивирано от факта, че транзисторите мощност биполярни изисква голям контрол течения, и са ограничени резултати.

Структурата на MOSFETs на ниска мощност, по-горе, не е подходящ за мощност електронни устройства. MOPtranzistora изтичане текущия в режим на насищане се определя от формула (4.3). За да се увеличи ток необходимо да се увеличи съотношението W L. Въпреки това, намаляване на канал дължина L води до намаляване на разпределението на напрежението. Следователно, хоризонталната схемата, показана на Фиг. 4.1 не е подходящ за електрически устройства, където напрежението за източване-източник може да достигне стотици волта.

Мощност MOS транзистори имат вертикална структура (фиг. 4.8). А изтичане електрод, разположен в долната част, а не в една равнина с източник, като в ниска мощност MOSFETs. Устройството се състои от леко легирани п - - област, осигуряване на високо напрежение между изтичане и източника.

Ако напрежението на порта източник надвишава прага на напрежение U 0. под диелектричния слой в р-области възниква хоризонтална провеждане канал. Неговата дължина е равна на L (фиг. 4.8)

Потокът на електрони през оформен канал и п - - пропуска регион изтичане слой. посока електрони поток е показано на фиг. 4.8 пунктирана линия

канал дължина L на транзистора MOS в такава конструкция е 1-2 микрона. В същото време, напрежението разбивка между канала и източникът може да достигне стотици волта, както и източник на ток - десетки ампери. Това се дължи на факта, че регионът на космически заряд се намира главно в леко легирани региона източване, и не влияе на канала. максимално напрежение на изтичане източник зависи от степента на допинг п - - слоя и неговата дебелина.

Структурата на властта MOSFET е значително по-различен от този на малките сигнали транзистори. В същото време, на характеристиките на устройствата, са сходни. прага на напрежение на мощност MOSFET в диапазона от 2 до 4 V. В режим на насищане, комуникацията между изпускателния тока и напрежението гейт-сорс се определя от уравнение (4.3). Въпреки това, за големи стойности на напрежение U трансфер комуникация характеристика е почти линейна. Това се дължи на факта, че с увеличаване на източване-източник на напрежение, електричното поле в канала достигне критично значение, както и скоростта на таксата превозвачи спира да расте (скорост на насищане ефект).

В линейната област на характеристиката на трансфер на тока изтичане е дадено от

I С = С 0 1 Февруари WV на (U комуникация - U 0).

Тук V, за да - насищане носител скорост. е приблизително същото за електрони и дупки и е приблизително 10 5 м / сек.

проводимостта на прехвърляне на MOS транзистор г М е пропорционална на ширината W. канал Както устройства имат относително големи геометрични размери, е голям и проводимостта на прехвърляне.

Мощни MOS транзистори работят предимно в режим ключ. Поради това е съпротивлението на канала в отворено състояние на най-важните параметри за тях, както и включва и изключва.

нисковолтови вертикални MOS транзистори дебелина п - - слой е малка, а основната делът на съпротивлението на канала е само силно легирани п + - слой. Транзисторите номинална изтичане-източник на напрежение на основен принос на 100 V за съпротивлението на канала допринася п - - слой.

Проектиране на модерни MOS транзистори може да намали съпротивлението на карти канал за по-малко от 0,1 ома. Такова ниско съпротивление да многоканални структури, в които са свързани паралелни канали. Брой канали в същото време може да бъде до няколко хиляди. Паралелно устойчивост на канали MOS транзистор възможни, тъй като температурата се повишава увеличава съпротивлението на канала. Ако по някаква причина токът на един от каналите се увеличава, расте, и неговата температура. Това ще увеличи съпротивлението на канала и до намаляване на ток. По този начин, паралелно свързване на транзисторни канали MOS автоматично гарантира равни токове.

Предимството на висока мощност MOSFET транзисторите биполярно преди е високата скорост на превключване (1-10 НЧ до 1 милисекунда при биполярни устройства) и ниска мощност, изразходвани за управление.