Grundkenntnisse von MOS

Veröffentlichungszeit: 2022Quelle des Autors: SlkorDurchsuchen:10057

Mit dem Fortschritt und der Entwicklung der Gesellschaft wird die Anwendung von MOS-Röhren in der Elektronikindustrie immer umfangreicher. Als „Siliziumkarbid-Experte“, der Siliziumkarbid-Produkte entwickeln kann, Sark Microex SLKOR muss diesbezüglich zur Wissenschaft kommen.

MOS ist die Abkürzung für MOSFET, der vollständige Name lautet Metal Oxide Field Effect Transistor. Es handelt sich um ein Halbleiterbauelement, das den elektrischen Feldeffekt der Eingangsschleife nutzt, um den Strom der Ausgangsschleife zu steuern. Der Aufbau, das Prinzip, die Eigenschaften, Symbolregeln und Gehäusetypen von MOS-Röhren sind ungefähr wie folgt.

1. Die Struktur der MOS-Röhre:

Die Struktur der MOS-Röhre besteht darin, mithilfe der Halbleiterlithographie und Diffusionstechnologie zwei N+-Bereiche mit hoher Dotierungskonzentration auf einem Halbleiter-Siliziumsubstrat vom P-Typ mit niedriger Dotierungskonzentration herzustellen und Metallaluminium zu verwenden, um zwei Elektroden herauszuführen als Abfluss verwendet. Pol D und Source S. Anschließend wird die Oberfläche des P-Typ-Halbleiters zwischen Drain und Source mit einem dünnen Isolierfilm aus Siliziumdioxid (SiO2) bedeckt, und auf diesem Isolierfilm wird eine Aluminiumelektrode als Gate G installiert. Dabei handelt es sich um einen N-Kanal-Anreicherungs-MOS-Transistor (NPN-Typ). Sein Gate und andere Elektroden sind isoliert.

Auf die gleiche Weise wie oben werden auf einem Halbleiter-Siliziumsubstrat vom N-Typ mit niedriger Dotierungskonzentration zwei P+-Bereiche mit hoher Dotierungskonzentration durch Halbleiterlithographie- und Diffusionsprozesse hergestellt, und es wird der gleiche Gate-Herstellungsprozess wie oben beschrieben verwendet. Hergestellt in einer P-Kanal-Anreicherungs-MOS-Röhre (PNP-Typ). (a) und (b) in Abbildung 1-1 sind das Strukturdiagramm bzw. das repräsentative Symbol der P-Kanal-MOS-Pipeline.

2、MOS 管的工作原理:

Aus Abbildung 1-2-(a) ist ersichtlich, dass zwischen Drain D und Source S des MOS-Transistors vom Anreicherungstyp zwei Back-to-Back-PN-Übergänge vorhanden sind. Wenn die Gate-Source-Spannung VGS = 0 ist, gibt es immer einen PN-Übergang im Sperrvorspannungszustand, selbst wenn die Drain-Source-Spannung VDS hinzugefügt wird, und es gibt keinen leitenden Kanal zwischen Drain-Source (es fließt kein Strom). Daher ist zu diesem Zeitpunkt die Drain-Strom-ID = 0. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine Durchlassspannung zwischen Gate und Source angelegt wird, wie in Abbildung 1-2-(b) gezeigt, also VGS>0, wird in der SiO2-Isolierschicht zwischen Gate und Source ein Gate erzeugt das Siliziumsubstrat. Das elektrische Feld zeigt auf das Siliziumsubstrat vom P-Typ, da die Oxidschicht isolierend ist, die an das Gate angelegte Spannung VGS keinen Strom erzeugen kann und auf beiden Seiten der Oxidschicht ein Kondensator gebildet wird. VGS entspricht dem Laden dieses Kondensators und der Bildung eines elektrischen Feldes, während VGS allmählich ansteigt, wird es von der positiven Gate-Spannung angezogen, und eine große Anzahl von Elektronen sammelt sich auf der anderen Seite dieses Kondensators und bildet einen Leitungskanal vom N-Typ vom Abfluss zur Quelle. Wenn VGS größer ist als die Einschaltspannung VT der Röhre (im Allgemeinen etwa 2 V), beginnt die N-Kanal-Röhre zu leiten und bildet den Drain-Strom ID. Wir nennen die Gate-Source-Spannung, wenn der Kanal beginnt, die Einschaltspannung zu bilden, die im Allgemeinen durch VT dargestellt wird. Durch die Steuerung der Größe der Gate-Spannung VGS wird die Stärke des elektrischen Feldes verändert, so dass der Zweck der Steuerung der Größe des Drain-Stroms ID erreicht werden kann.

3. Eigenschaften der MOS-Röhre:

Aus dem Funktionsprinzip der obigen MOS-Röhre ist ersichtlich, dass das Gate G und die Source S der MOS-Röhre isoliert sind. Aufgrund der Existenz der SiO2-Isolierschicht besteht eine äquivalente Kapazität zwischen dem Gate G und der Source S. Die Spannung VGS erzeugt ein elektrisches Feld, das zur Erzeugung eines Source-Drain-Stroms führt. Die Gate-Spannung VGS bestimmt zu diesem Zeitpunkt die Größe des Drain-Stroms, und die Größe des Drain-Stroms ID kann durch Steuern der Größe der Gate-Spannung VGS gesteuert werden. Dies führt zu folgenden Schlussfolgerungen:

1) Die MOS-Röhre ist ein Gerät, das den Strom durch Änderung der Spannung steuert, es handelt sich also um ein Spannungsgerät.

2) Die Eingangscharakteristik der MOS-Pipeline ist kapazitiv, daher ist die Eingangsimpedanz extrem hoch.

4. Die Spannungspolarität und Symbolregeln der MOS-Röhre:

Abbildung 1-4-(a) ist das Symbol eines N-Kanal-MOS-Transistors. In der Abbildung ist D der Drain, S die Source, G das Gate und der Pfeil in der Mitte stellt das Substrat dar. Wenn der Pfeil nach innen zeigt, bedeutet dies, dass es sich um eine N-Kanal-MOS-Röhre handelt, der Pfeil nach außen zeigt an, dass es sich um eine P-Kanal-MOS-Röhre handelt.

Tatsächlich wird bei der Herstellung von MOS-Röhren das Substrat vor Verlassen des Werks mit der Quelle verbunden. Daher muss in den Symbolregeln der Pfeil, der das Substrat darstellt, auch mit der Quelle verbunden werden, um den Drain von der Quelle zu unterscheiden . Abbildung 1-4-(c) ist das Symbol des P-Kanal-MOS-Transistors. Die Polarität der angelegten Spannung der MOS-Röhre ist die gleiche wie bei unserem gewöhnlichen Transistor, der N-Kanal ähnelt dem NPN-Transistor, der Drain D ist mit der positiven Elektrode verbunden, die Source S ist mit der negativen Elektrode verbunden , und der leitende Kanal wird hergestellt, wenn am Gate G eine positive Spannung anliegt und der N-Kanal angeschlossen ist. Die MOS-Röhre beginnt zu arbeiten, wie in Abbildung 1-4-(b) gezeigt. Der gleiche P-Kanal-Transistor ähnelt dem PNP-Transistor, der Drain D ist mit der negativen Elektrode verbunden, die Source S ist mit der positiven Elektrode verbunden und das Gate G ist negativ geladen, der leitende Kanal wird hergestellt und der P -Kanal-MOS-Transistor beginnt zu arbeiten, wie in Abbildung 1-4-(d) gezeigt.

N-Kanal-MOS-Transistorsymbol Abbildung 1-4-(a)

N-Kanal-MOS-Transistor-Spannungspolarität und Substratanschluss 1-4-(b)

(C)

(D)

P-Kanal-MOS-Transistorsymbol Abbildung 1-4-(c)

Spannungspolarität und Substratverbindung des P-Kanal-MOS-Transistors 1-4-(d)

5. Das Hauptpaket der MOS-Röhre:

Derzeit umfassen die gängigen konventionellen Pakete TO-220, TO-3P, TO-247-Einzelröhren und verschiedene Module, und spezielle Pakete können entsprechend den spezifischen Produktanforderungen der Kunden bereitgestellt werden. Entsprechend den gängigen Modellen und Paketen von Sako Micro SLKOR, werden wir sie wie folgt sortieren: