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[技術文章] MOSFET [複製連結]

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發表於 2011-10-4 12:27:31 |顯示全部樓層
金屬氧化物半導體場效電晶體,簡稱金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSfET,金氧半場效電晶體)是一種可以廣泛使用在類比電路與數位電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其「通道」的極性不同,可分為電子占多數的N通道型與電洞占多數的P通道型,通常又稱為N型金氧半場效電晶體(NMOSFET)與P型金氧半場效電晶體(PMOSFET)。

從目前的角度來看金氧半場效電晶體(MOSFET)的命名,事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET裡代表金屬「metal」的第一個字母M,在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體的閘極使用金屬作為其材料,但隨著半導體技術的進步,現代的金氧半場效電晶體閘極早已用多晶矽取代了金屬。

金氧半場效電晶體在概念上屬於「絕緣閘極場效電晶體」(Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET)。而IGFET的閘極絕緣層,有可能是其他物質,而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。

金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化矽(SiO2),不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化矽(silicon oxynitride, SiON)做為氧化層之用。

今日半導體元件的材料通常以矽為首選,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程,當中最著名的例如IBM使用矽與鍺的混合物所發展的矽鍺製程(SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料,如砷化鎵(GaAs),因為無法在表面長出品質夠好的氧化層,所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。

當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時就會形成所謂的「反轉通道」(inversion channel)。通道的極性與其汲極(drain)與源極相同,假設汲極和源極是n型,那麼通道也會是n型。通道形成後,金氧半場效電晶體即可讓電流通過,而依據施於閘極的電壓值不同,可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。


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發表於 2011-11-6 11:18:42 |顯示全部樓層
請問這位大大~ 有關 POWER MOS 含有寄生二極體..要怎麼去解釋ㄋ?

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發表於 2011-11-6 21:02:05 |顯示全部樓層
本帖最後由 又靜 於 2011-11-6 21:05 編輯

rowerol 發表於 2011-11-6 11:18  
請問這位大大~ 有關 POWER MOS 含有寄生二極體..要怎麼去解釋ㄋ?


一般來說,MOSFET規格書中所刊載的容量包含表1所示的Ciss/Coss/Crss等3種。

tra11_a04.gif




功率MOSFET的結構包含下圖所示的寄生容量。

tra11_a01.gif


利用氧化層在MOSFET的G (閘極)端子和其他電極之間形成絕緣,讓在DS (汲極.源極)之間形成PN接合區
如此即形成類似二極體的結構。Cgs、Cgd取決於氧化層的靜電容量,而Cds的容量則依內部等效二極體的接合容量不同而異。

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發表於 2017-9-4 15:05:34 |顯示全部樓層
謝謝分享 MOSFET 的基本知識。
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