摘要: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(0)利用电场的效应来控制半导体(5)的场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是自多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。 |
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(0)利用电场的效应来控制半导体(5)的场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是自多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件,具有输人电阻高(108~109Ω、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。
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(MetalOxideSemiconductor),简称功率MOSFET(powerMMOSFET)。结型功率场效应晶体管一般称为静电感应晶体管(StaticInduction,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G职;但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过1OkW的电力电子装置。
1.3.2功率MOSFET的结构和工作原理
功率M厌涧叮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
(1)耗尽型,当栅极电压为零时,漏-源极之间就存在导电沟道。
(2)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MOSHT主要是N沟道增强型。
1.功率MOSFET的结构
功率MOSFET的内部结构和电气图形符号如图1.16所示。功率MOSFET导通时,『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VWOSFET(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形槽实现垂直导电的V仙4OSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的WDMOSFET(VerticalDouble-diffusedMOSFET),本节主要以WDMOSFET器件为例进行讲述。
功率MOSFET为多元集成结构,如国际整流器公司(InterntionalRectifier)的HEXFET采用了六边形单元,西门子公司(Siemens)的SIPMOSFET采用了正方形单元,摩托罗拉公司(Motorola)的TMOS采用了矩形单元按"品"字形排列。
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