Téma diskuse: Základy MOSFET
- Co je MOSFET?
- Základy MOSFET
- Typy MOSFET
- Princip fungování MOSFET
- Aplikace MOSFET
- Různé efekty kanálu v základech MOSFET
Co je MOSFET?
Definice MOSFET:
"Projekt Efekt oxidu kovu polovodičového pole-tranzistor (MOSFET), je forma izolovaného tranzistoru s efektem pole brány, který je tvořen regulovatelné polovodiče na bázi oxidovaného křemíku “.
Různé typy MOS:
- · P kanál MOSFET
- · N kanál MOSFET
Různé typy zařízení MOSFET:
- · Režim vylepšení MOSFET
- · Režim vyčerpání MOSFET
Symbol MOSFET
Pracovní princip MOSFET:
Základy MOSFET
FET funguje jako vodivý polovodičový kanál se 2 kontakty - „SOURCE“ a DRAIN. Spojení GATE lze chápat jako 2-koncové obvody jako strukturu MOS fungující jako režim reverzního předpětí. Impedance GATE je obvykle vyšší v klasických pracovních situacích.
FET podle těchto standardů jsou obvykle MOSFET, JFET, kov-polovodičový FET (MESFET) a heterostrukturní FET. Z těchto FET je MOSFET jedním z významných a běžně se používá pro různé aplikace.
V MOSFET na bázi křemíku je terminál GATE obvykle izolován specifickou vrstvou SiO2. Nosiče náboje vodivého kanálu vyvíjejí opačný náboj, v tom případě substrát typu p pro kanál n a „otvory“ pro substrát typu n pro kanál p. To bude indukováno v polovodiči na okraji křemíkového izolátoru aplikovaným voltem v terminálu GATE. E- vstoupí a odejde do kanálu na n + zdrojových a odtokových svorkách kontaktů pro n-kanálový tranzistor s efektem pole oxidu kovu a polovodiče. Budou to kontakty p + během tranzistoru typu kovu s oxidem kovu-polovodičovým polem s efektem typu p.
Kredit: Willtron, Tranzistor y disipador, CC BY-SA 3.0
MOSFET vrstva
Implementace MOSFET:
Metal-oxid-polovodičové tranzistory s efektem pole pracují jako diskretizovaný obvod a také jako aktivní prvek. V současné době jsou tyto obvody zmenšeny do rozsahu hlubokých submikrometrů. V současné době se používá standardní uzel CMOS standardní technologie 0.13 mikrometru VLSI technologie a v budoucnu bude existovat technologie 0.1 mikrometru s určitým zvýšením rychlosti a rozsahu integrace.
Technologie CMOS je spojena s tranzistorem s n-kanálem a p-kanálem s oxidem kovu a polovodičovým polem s efektem pole, aby spotřebovala velmi méně energie bez omezení rychlosti provádění. Nová technologie SOI dosahuje tří dimenzní integrace s více vrstvami, s elektrizujícím zvýšením integrační hlouposti. Nové a obohacené struktury a kombinace technologie Bi-CMOS pravděpodobně povedou k dalším vylepšením. Jednou z rozvíjejících se oblastí CMOS je napříč variabilitou aplikací od audio zařízení v rozsahu kHz až po moderní bezdrátové aplikace provozované v rozsahu GHz.
Efekt krátkého kanálu v MOSFET:
Obvykle se velikosti FET hodnotí podle poměru stran zařízení. Toto je poměr délky brány vzhledem k aktivnímu vertikálnímu měření FET. Jako parametr se měří kolmý rozměr šířky oxidu di, je za parametr považována hloubka spojení zdroje a odtoku rj. Hloubky vyčerpání zdroje a odtokové křižovatky jsou definovány parametrem Ws a Wd resp. Nízký poměr stran je totožný s charakteristikami krátkých kanálů.
L <Lmin(µm) = 0.4 [rj(µm) di(Å) (Žd + Ws)2(µm2)]1/3
Když L je menší než Lmin,.
Prahové napětí tranzistoru pole-oxid-polovodičové pole s efektem pole je uvažováno jako VT . Toto napětí bude ovlivněno mnoha způsoby v důsledku ovládání brány. Obecně platí, že poplatky za vyčerpání v blízkosti zdroje a odtoku jsou pod společnou kontrolou. Poplatek vytvoří mírně vyšší část nosiče poplatků GATE. Poplatek za vyčerpání v blízkosti odtoku se nafukuje se zvyšujícím se předpětím odtokového zdroje, což způsobuje další VDS-závislý posun prahového napětí .
VT je druh bariéry kombinované s nosičem vstřikovaným od zdroje ke směru kanálu. Tato bariéra je značně upravena použitím předpínacího napětí kolektoru. V n-kanálu Tranzistory s efektem poleDrain snižuje prahové napětí a současně stoupá prahový proud s rostoucím VDS.
Efekt vysokého pole MOSFET:
V případě předpětí odtokového zdroje u tranzistoru s efektem pole roste směrem k odtokovému saturačnímu napětí, které se označuje jako „VSobota„všude tam, kde v blízkosti odtoku vzniká řada vyššího elektrického pole. Rychlost e- v této oblasti bude nasycena. V oblasti nasycení se délka považovaná za ∆L vysokého pole zvyšuje v průběhu zdroje s rostoucím VDS, a provádí, jako by byla délka kanálu ve skutečnosti snížena o parametr ∆L. Tento jev je označován jako modulace délky kanálu nebo jednoduše označován jako CLM v základech MOSFET. Následné zjednodušené projevy spojení VDS na délku nasycené oblasti je následující:
VDS = VP + Vα [exp (∆l / l) -1]]
kdekoli Vp, Vα, a l jsou parametry související s rychlostí e-saturace. Tady, Vp je potenciál v bodě nasycení v kanálu, který je běžně odhadován parametrem VSobota. Tato dohoda je získána mezi potenciálním souhrnem, který je získán z 2D simulačního modelu N-kanálového MOSFETu.
Účinky horkého nosiče:
Efekt horkého nosiče je jedním z nejdůležitějších problémů při zmenšování velikosti FET do hlubokého submikrometru. Snižuje délku kanálu při zachování vysoké úrovně napájení. Ty jsou zvýšeny na intenzitu elektrického pole a důvody zrychlení a zahřátí nabitých nosičů. Komplexní model proudu substrátu je pro modelování na úrovni obvodu velmi obtížný.
Závislost na teplotě a vlastní ohřev:
Základní obvody MOSFET jsou funkční v různých prostředích, včetně různých teplotních rozsahů. Teplo vytvořené z rozptylu energie v obvodech je také významné a je také třeba vzít v úvahu zvýšení teploty pro návrh obvodu. Ukázalo se, že design je stále obtížnější, protože velikost zařízení se stává velmi malou a ztrátový výkon se zvyšuje s různým režimem provozu. Tepelné charakteristiky jsou rozsáhle studovány různými modely.
Další informace o základech MOSFET a dalším článku týkajícím se elektroniky klikněte zde
Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.
Spojme se přes LinkedIn –
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!