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功率MOSFET的結(jié)構(gòu)與工作原理介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-07-12 17:52:15
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功率MOSFET的結(jié)構(gòu)與工作原理介紹
MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),F(xiàn)ET(Field Effect Transistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管),即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體(S)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
功率MOSFET的種類:按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為:耗盡型;當(dāng)柵極電壓為零時(shí)漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道,增強(qiáng)型;對(duì)于N(P)溝道器件,柵極電壓大于(小于)零時(shí)才存在導(dǎo)電溝道,功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型。
功率MOSFET的結(jié)構(gòu)
功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)如下圖所示;其導(dǎo)通時(shí)只有一種極性的載流子(多子)參與導(dǎo)電,是單極型晶體管。導(dǎo)電機(jī)理與小功率MOS管相同,但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別,小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷β蔒OSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),又稱為VMOSFET(Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。
功率MOSFET的結(jié)構(gòu)
按垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的差異,又分為利用V型槽實(shí)現(xiàn)垂直導(dǎo)電的VVMOSFET和具有垂直導(dǎo)電雙擴(kuò)散MOS結(jié)構(gòu)的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET)。
功率MOSFET的工作原理
截止:漏源極間加正電源,柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏,漏源極之間無(wú)電流流過(guò)。
導(dǎo)電:在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會(huì)有柵極電流流過(guò)。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開,而將P區(qū)中的少子-電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。
當(dāng)UGS大于UT(開啟電壓或閾值電壓)時(shí),柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度,使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層,該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失,漏極和源極導(dǎo)電。
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