深圳市可易亚半导体科技有限公司

国家高新企业

cn en

新闻中心

V-FET或功率场效应管(MOS管)工作原理知识详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2020-06-16 

分享到:

V-FET或功率场效应管(MOS管)工作原理知识详解

V-FET或功率场效应管(MOS管)知识

功率MOS管通常采用V型配置,如图所示。这就是为什么该元器件有时被称为V-MOS管或V-FET。


功率MOS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。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。


功率MOS管工作原理

V-FET,功率MOS管


功率MOS管通常采用V型配置,如图所示。这就是为什么该器件有时被称为V-MOS管或V-FET。如图所示,V形切口从器件表面穿N +,P和N~层几乎渗透到N +衬底。N +层是重掺杂的低电阻材料,而N +层是轻掺杂的高电阻区域。二氧化硅介电层覆盖水平表面和V形切割表面。绝缘栅极是在V形切口中沉积在SiO 2上的金属膜。源极端子通过SiO 2层与上N +和P- 层接触。N +衬底是器件的漏极端子。


V-MOS管是一个E模式FET,漏极和源极之间不存在沟道,直到栅极相对于源极为正。为使栅极相对于源极为正,在栅极附近形成N型沟道,与E-MOS管的情况一样。在这种情况下,N型沟道为电荷载流子在N +衬底(即漏极)和N +源极端子之间流动提供垂直路径。当V GS为零或负时,不存在通道且漏极电流为零。


增强型N沟道功率场效应管的漏极和传输特性与E-MOS管类似,如图2和3所示。随着栅极电压的增加,沟道电阻减小,因此漏极电I D增加。因此,可以通过栅极电压控制来控制漏极电流I D,使得对于给定的V GS电平,I D在宽的V DS电平范围内保持相当恒定。

对于任何给定尺寸的器件,位于V-场效应管底部(而不是顶部表面)的漏极端子可以具有相当大的面积。与在表面具有漏极和源极的场效应管相比,这允许更大的功耗。


在功率或V-MOS管中,沟道长度由扩散过程决定,而在其他MOS管中,沟道长度取决于扩散过程中使用的摄影掩模的尺寸。通过控制掺杂密度和扩散时间,可以产生比通道长度的掩模控制更短的通道。这些较短的通道允许更大的电流密度,这再次导致更大的功率耗散。较短的沟道长度还允许在V-FET中获得更大的跨导g m,并且非常显着地改善了频率响应和器件切换时间。


功率MOS管的几何结构中的另一个非常重要的因素是存在靠近N +衬底的轻掺杂N -外延层。当V GS为零或负并且漏极相对于源极为正时,P层和N~层之间的结被反向偏置。结处的耗尽区深入N层,因此避免了从漏极到源极的穿通。因此可以应用相对较高的V DS而没有任何设备故障的危险。


还提供P沟道V-MOS管。它们的特性与N沟道MOS管类似,只是电流方向和电压极性相反。


联系方式:邹先生

联系电话:0755-83888366-8022

手机:18123972950

QQ:2880195519

联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1


请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供 MOS管 技术帮助