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絕緣柵場效應(yīng)�
閱讀�10406�(shí)間:2011-08-24 11:31:32

  絕緣�場效�(yīng)�的種類較�,有PMOS、NMOS和VMOS功率��,但目前�(yīng)用最多的是MOS管。MOS絕緣柵場效應(yīng)管也即金屬一氧化物一半導(dǎo)�場效�(yīng)�,通常用MOS表示,簡稱作MOS�。它具有��(jié)型場效應(yīng)�更高的輸入阻抗(可達(dá)1012Ω以上�,并且制造工藝比較簡單,使用靈活方便,非常有利于高度集成��

�(jié)�(gòu)和符�(hào)

圖1 絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)

  �1是N溝道增強(qiáng)型MOS管的�(jié)�(gòu)示意圖和符號(hào)。它是在一塊P型硅襯底�,擴(kuò)散兩�(gè)高濃度摻雜的N+區(qū),在兩�(gè)N+區(qū)之間的硅表面上制作一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層,然后在SiO2和兩�(gè)N型區(qū)表面上分別引出三�(gè)電極,稱為源極s、柵極g和漏極d。在其圖形符�(hào)�,箭頭表示漏極電流的�(shí)際方��

 

工作原理

  絕緣柵場效應(yīng)管的�(dǎo)電機(jī)理是,利用UGS 控制"感應(yīng)電荷"的多少來改變�(dǎo)電溝道的寬窄,從而控制漏極電流ID。若UGS�0�(shí),源、漏之間不存在導(dǎo)電溝道的為增�(qiáng)型MOS�,UGS�0 �(shí),漏、源之間存在�(dǎo)電溝道的為耗盡型MOS��

  �2中襯底為P型半�(dǎo)�,在它的上面是一層SiO2薄膜、在SiO2薄膜上蓋一層金屬鋁,如果在金屬鋁層和半�(dǎo)體之間加電壓UGS,則金屬鋁與半導(dǎo)體之間產(chǎn)生一�(gè)垂直于半�(dǎo)體表面的電場,在這一電場作用�,P型硅表面的多�(shù)載流�-空穴受到排斥,使硅片表面�(chǎn)生一層缺乏載流子的薄�。同�(shí)在電場作用下,P型半�(dǎo)體中的少�(shù)載流�-電子被吸引到半導(dǎo)體的表面,并被空穴所俘獲而形成負(fù)離子,組成不可移�(dòng)的空間電荷層(稱耗盡層又叫受主離子層�。UGS愈大,電場排斥硅表面層中的空穴愈�,則耗盡層愈�,且UGS愈大,電場愈�(qiáng);當(dāng)UGS 增大到某一柵源電壓值VT(叫臨界電壓或開啟電壓)�(shí),則電場在排斥半�(dǎo)體表面層的多�(shù)載流�-空穴形成耗盡層之后,就會(huì)吸引少數(shù)載流�-電子,繼而在表面層內(nèi)形成電子的積�,從而使原來為空穴占多數(shù)的P型半�(dǎo)體表面形成了N型薄�。由于與P型襯底的�(dǎo)電類型相�,故稱為反型�。在反型層下才是�(fù)離子組成的耗盡層。這一N型電子層,把原來被PN�(jié)高阻層隔開的源區(qū)和漏區(qū)連接起來,形成導(dǎo)電溝道�

  用圖2所示電路來分析柵源電壓UGS控制�(dǎo)電溝道寬�,改變漏極電流ID 的關(guān)系:�(dāng)UGS�0�(shí),因沒有電場作用,不能形成導(dǎo)電溝�,這時(shí)雖然漏源間外接有ED電源,但由于漏源間被P型襯底所隔開,漏源之間存在兩�(gè)PN�(jié),因此只能流過很小的反向電流,ID �0;當(dāng)UGS�0并逐漸增加到VT �(shí),反型層開始形成,漏源之間被N溝道連成一�。這時(shí)在正的漏源電壓UDS作用下;N溝道�(nèi)的多子(電子)產(chǎn)生漂移運(yùn)�(dòng),從源極流向漏極,形成漏極電流ID。顯�,UGS愈高,電場愈�(qiáng),表面感�(yīng)出的電子愈多,N型溝道愈寬溝道電阻愈小,ID愈大�

主要參數(shù)

  Idss—飽和漏源電��是指�(jié)型或耗盡型絕緣柵場效�(yīng)管中,柵極電壓UGS=0�(shí)的漏源電��

  Up—夾斷電��是指�(jié)型或耗盡型絕緣柵場效�(yīng)管中,使漏源間剛截止�(shí)的柵極電��

  Ut—開啟電壓�是指增強(qiáng)型絕緣柵場效管中,使漏源間剛�(dǎo)通時(shí)的柵極電��

  gM—跨�(dǎo)�是表示柵源電壓UGS—對(duì)漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比�。gM是衡量場效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)�

  BVDS—漏源擊穿電��是指柵源電壓UGS一定時(shí),場效應(yīng)管正常工作所能承受的漏源電壓。這是一�(xiàng)極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BVDS.

  PDSM—耗散功率�是一�(xiàng)極限參數(shù),是指場效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的漏源耗散功率。使用時(shí),場效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余��

  IDSM—漏源電��是一�(xiàng)極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時(shí),漏源間所允許通過的電�。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過IDSM�

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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