Введение в MOSFET: 11 важных пояснений

Тема обсуждения: основы MOSFET

• Что такое MOSFET?
• Основы MOSFET
• Типы MOSFET
• Принцип работы MOSFET
• Применение MOSFET
• Различные эффекты канала в основах MOSFET

Что такое MOSFET?

Определение MOSFET:

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды Металл-оксид-полупроводник полевой эффект-трансистор (МОП-транзистор), представляет собой разновидность полевого транзистора с изолированным затвором, который состоит из управляемые полупроводники на основе оксидированного кремния ».

Различные типы MOS:

• · МОП-транзистор с каналом P
• · N-канальный полевой МОП-транзистор

Различные типы устройств MOSFET:

• · Режим улучшения MOSFET
• · MOSFET в режиме истощения

Символ MOSFET

Принцип работы MOSFET:

Основы MOSFET

Полевой транзистор работает как проводящий полупроводниковый канал с двумя контактами - «ИСТОЧНИК» и «СЛИВ». Перемычка GATE может быть понята как двухконтактная схема, как МОП-структура, работающая в режиме выпрямительного обратного смещения. Обычно импеданс GATE выше в классических рабочих ситуациях.

Полевые транзисторы в соответствии с этими стандартами обычно представляют собой полевые транзисторы MOSFET, JFET, полевые транзисторы типа металл-полупроводник (MESFET) и полевые транзисторы с гетероструктурой. Из этих полевых транзисторов MOSFET является одним из важных и обычно используется для различных приложений.

В кремниевом МОП-транзисторе вывод GATE обычно изолирован специальным слоем SiO2. Носители заряда проводящего канала развивают противоположный заряд, в этом случае подложка p-типа для n-канала и «дырки» для подложки n-типа для p-канала. Это будет индуцироваться в полупроводнике на границе кремний-изолятор приложенным напряжением на клемме GATE. Электронный транзистор входит и выходит из канала на n + контактах истока и стока для n-канального полевого транзистора металл-оксид-полупроводник. Это будут p + контакты в полевом транзисторе металл-оксид-полупроводник p-типа.

Слой MOSFET

Реализация MOSFET:

Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник работают как в дискретной схеме, так и в качестве активного элемента. В настоящее время эти схемы уменьшены до субмикрометрового диапазона. В настоящее время для VLSI технологии, а в будущем будет существовать технология 0.1-микрометра с некоторым повышением скорости и диапазона интегрирования.

КМОП-технология сочетается с n-канальным и p-канальным полевым транзистором металл-оксид-полупроводник, чтобы потреблять очень мало энергии без ограничения производительности. Новая технология SOI обеспечивает трехмерную интеграцию с несколькими уровнями, что значительно увеличивает глупость интеграции. Новые и усовершенствованные структуры и сочетание технологии Bi-CMOS, возможно, приведут к дальнейшим улучшениям. Одна из новых областей CMOS - это разнообразие приложений от аудиоустройства с диапазоном кГц до современных беспроводных приложений, работающих в диапазоне ГГц.

Эффект короткого канала в MOSFET:

Обычно размеры полевого транзистора оцениваются по соотношению сторон устройства. Это отношение длины затвора к активному вертикальному измерению полевого транзистора. Перпендикулярный размер для ширины оксида измеряется как параметр d_iглубина перехода истока и стока рассматривается как параметр r_j. Глубина истощения переходов истока и стока определяется параметром W_s и W_d соответственно. Низкое соотношение сторон соответствует характеристикам короткого канала.

                 L <L_мин(µм) = 0.4 [г_j(µм) г_i(Å) (Вт_d + W_s)²(µm²)]^1/3

Когда L меньше чем L_мин,.

Пороговое напряжение полевого транзистора металл-оксид-полупроводник определяется как V_T . Это напряжение будет затронуто разными способами в результате управления затвором. Как правило, истощающие заряды у истока и стока находятся под общим контролем. Заряд будет развивать умеренно большую часть носителя заряда GATE. Истощающий заряд возле стока раздувается с увеличением напряжения смещения сток-исток, вызывая дополнительный V_DS-зависимый сдвиг порогового напряжения _.

V_T представляет собой своего рода барьер в сочетании с носителем, инжектируемым из источника в направлении канала. Этот барьер значительно регулируется за счет использования напряжения смещения стока. В n-канале Полевые транзисторы, на стоке происходит падение порогового напряжения и одновременный рост порогового тока с ростом VDS.

Эффект сильного поля MOSFET:

В случае смещения сток-исток полевого транзистора возрастают до напряжения насыщения стока, которое обозначается как 'V_Сб'везде, где рядом со стоком создается более высокое электрическое поле. Скорость e- в этой области будет насыщаться. В области насыщения длина, рассматриваемая как ∆L сильного поля, увеличивается по мере роста источника с ростом V_DS, и действует так, как если бы длина действующего канала была уменьшена на параметр ∆L. Это явление называется модуляцией длины канала или просто CLM в основах MOSFET. Последующие упрощенные звенья проявления V_DS к длине насыщенной области:

                                             V_DS V =_P + V_α [exp (Δл / л) -1]]

где бы V_p, V_α l - параметры, связанные со скоростью электронного насыщения. Вот, V_p - потенциал в точке насыщения в канале, который обычно оценивается параметром V_Сб. Такое согласие получено среди потенциальной сводки, полученной из имитационной модели 2D N-канального MOSFET.

Эффекты горячего носителя:

Эффект горячей несущей является одной из наиболее важных проблем при уменьшении размера полевого транзистора до субмикронного размера. Он уменьшает длину канала при сохранении высокого уровня мощности. Они увеличиваются до напряженности электрического поля и причин ускорения и нагрева носителей заряда. Комплексную модель тока подложки очень сложно моделировать на уровне схемы.

Температурная зависимость и самонагрев:

Базовая схема MOSFET работает в разных средах, в том числе в разных диапазонах температур. Тепло, создаваемое в результате рассеивания мощности в схеме, также является значительным, и при проектировании схемы также необходимо учитывать повышение температуры. Конструкция становится все более сложной, поскольку размер устройства становится очень маленьким, а рассеиваемая мощность увеличивается в зависимости от режима работы. Тепловые характеристики тщательно изучаются на различных моделях.

Для получения дополнительной информации об основах MOSFET и других статей, связанных с электроникой  нажмите здесь.