閑暇之余,還是回顧了一下。場(chǎng)效應(yīng)管,接下來(lái)重點(diǎn)討論一下場(chǎng)效應(yīng)管中的MOS管。
場(chǎng)效應(yīng)管FET(Field Effect Transistor),是利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件,分為結(jié)型(JFET)和絕緣柵型(MOSFET簡(jiǎn)稱(chēng)MOS)。
一、MOS管的分類(lèi)
mos管是一種具有絕緣柵的FET,其中電壓決定了器件的電導(dǎo)率。發(fā)明mos管是為了克服 FET 中存在的缺點(diǎn),如高漏極電阻、中等輸入阻抗和較慢的操作。所以mos管可以稱(chēng)為FET的高級(jí)形式。
mos管常用于切換或放大信號(hào)。隨著施加的電壓量改變電導(dǎo)率的能力可用于放大或切換電子信號(hào)。
mos管是迄今為止數(shù)字電路中最常見(jiàn)的晶體管,因?yàn)閮?nèi)存芯片或微處理器中可能包含數(shù)十萬(wàn)或數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管。由于它們可以由 p 型或 n 型半導(dǎo)體制成,互補(bǔ)的 MOS 晶體管對(duì)可用于以CMOS邏輯的形式制造具有非常低功耗的開(kāi)關(guān)電路。
MOSFET的輸入電阻很高,高達(dá)10^9Ω以上,從導(dǎo)電溝道來(lái)分,可以分為N溝道和P溝道兩種,無(wú)論是N溝道還是P溝道,又可以分為增強(qiáng)型和耗盡型。
?二、增強(qiáng)型和耗盡型MOS管
增強(qiáng)型MOS管介紹
?以P型半導(dǎo)體為襯底,在一個(gè) 低摻雜容度 的 P 型半導(dǎo)體上,通過(guò)擴(kuò)散技術(shù)做出來(lái)2塊 高摻雜容度 的 N 型半導(dǎo)體,引出去分別作為 源級(jí)(d) 和 漏極(d) 。
P型襯底在 MOS管內(nèi)部是和 源級(jí)(S)相連。
在P型襯底和兩個(gè)N型半導(dǎo)體 之間加一層 二氧化硅(SiO?)絕緣膜,其上層制作一層金屬鋁或者多晶硅引出引腳組成 柵極(g) 。
從上我們也不難理解MOS管的名稱(chēng)由來(lái),金屬 (Metal)—氧化物 (Oxide)—半導(dǎo)體 (Semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
溝道的形成:在給柵源兩端施加電壓時(shí),前面說(shuō)過(guò)了源和襯底相連,即給柵極和襯底施加電壓Ugs,其隨著Ugs的增大,源漏之間從耗盡層轉(zhuǎn)變成反型層即N溝道,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)源漏間的通斷控制。使溝道剛剛形成的柵源電壓稱(chēng)為開(kāi)啟電壓Ugs(th),如下圖
?漏極電流的產(chǎn)生(可變電阻區(qū),預(yù)夾斷區(qū),恒流區(qū)):Ugs大于開(kāi)啟電壓,在漏源兩端施加正向電壓Uds,即產(chǎn)生漏極電流,
隨著Uds增大,當(dāng)(a)這種情況,為壓控型可變電阻,當(dāng)(b)這種情況,為預(yù)夾斷,當(dāng)(c)這種情況,為恒流模式,可用來(lái)放大。
轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)和輸出特性曲線(xiàn)?
因?yàn)檩斎氩划a(chǎn)生電流,所以我們稱(chēng)之為轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)。
?增耗盡型MOS管介紹(不常用)
在二氧化硅絕緣層摻入大量正離子,在正離子作用下使得P襯底存在反型層,即存在漏源之間的導(dǎo)電溝道。
?三、封裝
按照安裝在PCB板上的方式來(lái)劃分,MOS管封裝主要有兩大類(lèi):插入式(Through Hole)和表面貼裝式(Surface Mount)。
插入式就是MOSFET的管腳穿過(guò)PCB板的安裝孔并焊接在PCB板上。常見(jiàn)的插入式封裝有:雙列直插式封裝(DIP)、晶體管外形封裝(TO)、插針網(wǎng)格陣列封裝(PGA)三種樣式。
表面貼裝則是MOSFET的管腳及散熱法蘭焊接在PCB板表面的焊盤(pán)上。典型表面貼裝式封裝有:晶體管外形(D-PAK)、小外形晶體管(SOT)、小外形封裝(SOP)、方形扁平式封裝(QFP)、塑封有引線(xiàn)芯片載體(PLCC)等。
隨著技術(shù)的發(fā)展,目前主板、顯卡等的PCB板采用直插式封裝方式的越來(lái)越少,更多地選用了表面貼裝式封裝方式。
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