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增強型MOSFET的結構與原理
來源: 日期:2013-11-2 20:35:51 人氣:標簽:
在 底層的金屬襯底上引出另外一個電極b,稱為背面柵極,它主要用于在ic中生成“隔離島”。
mosfet是電壓控制型晶體管,柵極雖然與其他部分絕緣,但可以通過電場來影響載流子的運行,如下圖所示。
若ugs=0v,則mosfet等效為一個共陽極二極管,b是公共陽極,s、d分別為兩個陰極。此時,不論s、d兩極間加哪種極性的電壓,都不會有導通電流產生,這時可以認為此mosfet是截止的。當將背面柵板b與源極s短接,同時給g、s之間加上正電壓時,ugs電壓就加到襯底與柵極之間,就會產生一個與p+襯底表面垂直的電場。
當ugs超過某一臨界值之后,垂直電場強度達到一定值,較多的電子就會被吸引到p型硅的表面,在兩個n+島間形成導電的n溝道。這樣s、d、n溝道形成一體,它們僅僅與下面的p+型硅形成pn結。當漏極、源極之間施加正向電壓時,此pn結反向截止。漏區、源區、n溝道區下面存在一層耗盡區,把它們與背柵襯底隔離開。此時,若在漏極、源極之間加上正向電壓,就會有不經過襯底的電流由源區經n溝道到達漏區,形成漏極電流id。習慣上將剛剛開始出現n溝道時的ugs稱為開啟電壓,用ut表示。
n溝道增強型mosfet的轉移特性曲線如下圖所示,當o<ugs<u1時,id=0,盡管此時ugs>0,但無柵極電流;當ugs>u,時,導電溝道建立,id>0,外加的正柵極電壓越大,溝道越寬,溝道電阻越小,id越大,mos管處于導通狀態。
n溝道mosfet的輸出特性曲線如下圖所示,曲線中同時存在有可變電阻區、恒流區、截止區。在恒流區內,id受控于ugs。
上面介紹的是增強型n溝道mosfet的簡單工作原理,對于p溝道的增強型mosfet來說,其偏置電壓極性相反,控制原理與n溝道相同。
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