MOSFET

In der Elektronik, wird der MOSFET, ein Akronym des englischen Begriffs-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor oder Transistor-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt, auch geschrieben MOS-FET oder MOS-FET und oft als MOS-Transistor bekannt, eine Art der Transistoren Feldeffekt verbreitet auf dem Gebiet der digitalen Elektronik, Analogelektronik, sondern auch weit verbreitet verwendet. Er sagte auch, IGFET.

Das Prinzip der Arbeitsweise des Feldeffekttransistors wurde von Lilienfeld im Jahr 1925 entwickelt, während der erste MOSFET wurde von Kahng und Atalla im Jahr 1959 in den Bell Laboratories hergestellt. Gate, Source und Drain: der MOSFET von einem Substrat aus dotiertem Halbleitermaterial, normalerweise Silizium, die zu den drei Anschlüssen angelegt werden zusammengesetzt. Das Anlegen einer Spannung an das Gate ermöglicht den Durchgang von Ladungen zwischen der Source und dem Drain, und somit der elektrische Strom durch die Vorrichtung fließt, zu steuern. In Abhängigkeit von der Dotierung des Halbleiterkörpers vom Typ keine p-Typ-Transistor bzw. nimmt den Namen des pMOSFET und nMOSFET, oft in pMOS- und nMOS aufgrund der komplementären Kanaldotierung, die in dem Substrat erzeugt wird abgekürzt, das.

Struktur

Der MOSFET wird von einem Kondensator gebildet wird, umfassend un'elettrostruttura durch drei Schichten aus verschiedenen Materialien, die von zwei Klemmen flankiert gebildet, wobei die Source und Drain.

Der MOS-Kondensator besteht aus zwei Elektroden: das Substrat und das Gate. Das Substrat, die auch als Körper, der "Körper" des Transistors aus dotiertem Halbleitermaterial, normalerweise Silizium, obwohl einige Hersteller von elektronischen Schaltungen, insbesondere dem IBM, haben begonnen, eine Mischung aus Silizium und Germanium verwendet werden. Mehrere andere Halbleiter, gekennzeichnet durch bessere elektrische Eigenschaften als Silizium, wie beispielsweise Galliumarsenid, sind nicht gut Oxide und sind daher nicht geeignet für die MOSFETs. Das Tor ist aus leitfähigem Material hergestellt: aufgrund der Abwesenheit von technologischen Prozessen, die mit hoher Präzision auf ein Metall-Gate-MOS-Struktur ausgerichtet, und aufgrund der Verschmutzung, die Aluminium während des Prozesses der thermischen Tempern eingebracht, ist es für mehrere Jahre, die er verwendet, die die Polysilizium, polykristallinem Silicium hochdotierten, die jedoch nicht von außergewöhnlichen leitenden Eigenschaften zu genießen ist. Gate und dem Substrat durch eine dünne Isolierschicht getrennt Gateoxids, aus Siliziumdioxid oder Dielektrika mit hoher Dielektrizitätskonstante besteht. Diese Schicht ist erforderlich, um den Energieverlust, hauptsächlich durch die Leckage der Ladungen von der Gate-zu reduzieren. Tatsächlich fehlen, so viel wie möglich, ein optimales Verhalten des MOS zu erreichen, der Gate-Strom müssen nichts.
Die Source-Anschlüsse und Drain schließlich sind ebenfalls aus Halbleiter dotiert ist, jedoch in einer entgegengesetzten Art und Weise aufgebaut: wenn das Substrat eine Dotierung von PI zwei Anschlüsse haben eine n-Dotierung, und umgekehrt.

Mit der Verringerung der Dicke des Gate-Oxids wurde eingeführt Technik Metall-Gate oder er gestartet wurde, ein Metallmaterial für den Bau des Terminals zu verwenden. Die beiden wichtigsten Faktoren, die zur Einführung dieser Technologie geführt haben, sind:

  • Mit der Reduzierung der Größe der Transistoren, die Verringerung der Dicke des Gate-Oxids macht nicht mehr vernachlässigbar ist die Dicke der verarmten Bereich auf dem Polysilizium, führt dies dazu, dass eine Dicke von Oxidäquivalent berücksichtigen. Dies erzeugt Auswirkungen auf die Schwellenspannungen und der Drainströme, die im allgemeinen zu einer Verringerung der Leistungen der Vorrichtung beizutragen.
  • Die Erhöhung der Dotierung des Polysiliziums ausgebildet, um den Widerstand und die Tiefe der Entleerung reduzieren schafft Probleme der Verunreinigung des Oxid, zusätzlich zu der Tatsache, daß die stark dotierte Silizium eine geringe Mobilität für Elektronen und Löcher.

Sie sind daher gesuchte technologische Prozesse, um die Ausrichtung des Tores mit der Drain und Source und diese Verwendung Metall anstatt aus Polysilizium beibehalten kann. Einer der modernsten Techniken auf MOS-Transistoren mit Metall-Gate-Technologie zu erhalten, ist das Damaszener-Prozesses, was den Aufbau eines Dummy-Gate-Polysilizium und ihre nachfolgende Entfernung, um Platz für den wahren Gate-Metall, in der Regel Aluminium oder Wolfram machen beinhaltet. Eine Schicht aus Titannitrid zwischen dem Gate-Metall und Oxid angeordnet ist, um das Metall verunreinigt das Oxid zu verhindern, sowohl, um die Haftung zu verbessern.

Betrieb

In Abhängigkeit von der auf das Substrat unter dem Gate angelegten Spannung, wobei der MOS-Kondensator, der Substratbereich, der eine Verbindung der Drain und Source kann lücken, leer oder Elektronen reich ist: zeigt die, die im Falle eines NMOS-Operation folgt , dessen p-Substrat ist mit dem Source-Anschluss kurzgeschlossen betrachtet.

Anhäufung

Wenn die Gate-Elektrode eine negative Spannung in Bezug auf die Elektrode des Substrats festgelegt, in der Regel auf Masse gelegt, die Zwischenräume des Substrats in einer kleinen Schicht in der Nähe des Gate akkumuliert, und den Stromdurchgang zu verhindern zwischen D und S.

Entleerung

Wenn die Gate-Elektrode eine positive Spannung in Bezug auf die Elektrode des Substrats, aber niedriger als eine Schwellenspannung gesetzt, auch wenn die Zwischenräume des Substrats von dem Gate weg bewegen, wird die Zone in der Nähe davon ist, jedoch frei von ausreichender Freiträger Ladungs .

Leitungsschwelle

Diese Schwellenspannung ist abhängig von der zwischen Source und Bulk: was gemeinhin als "Body-Effekt", aufgrund der Fähigkeit des MOS-Kondensators. Wenn es eine Spannungsdifferenz zwischen der Quelle und der Masse, zum Erhalten der Umkehrzone benötigt eine größere Potentialdifferenz, was äquivalent zu einer Erhöhung der Schwellenspannung des Transistors ist. Wenn Sie definieren daher ist die Schwellenspannung, ohne die Körpereffekt eine Ladung in dem Kanal induziert geringer als erwartet, und dies führt zu einem Fehler im Überschuß in die Auswertung des aktuellen Kanals. Für einen NMOS wird gehabt:

wobei der Schwellenwert überhaupt, der Parameter des Körpers und ist das Oberflächenpotential entsprechend dem Beginn Rückwärtsfahren. Die Gleichung wird durch die Zeit, die die Spannung des Kanals ist im allgemeinen nicht konstant ist, sondern variiert, wenn man sich von einem Potential zum anderen angenähert.

Unterschwellenstrom

In der Boltzmann-Verteilung der Teil der Elektronen, jedoch ausreichend Energie, um zwischen D und S zu schalten aufweisen: Leiten eines kleinen elektrischen Stroms, der exponentiell variiert und ist ungefähr durch die folgende Beziehung definiert ist:

wo der Strom für, ist die Fähigkeit der Verarmungszone und die Fähigkeit der Oxidschicht.
In einem Transistor, dessen Kanal lang genug ist, besteht keine Abhängigkeit des Stromes von der Spannung des Drain-bis. Dieser Strom ist eine der Ursachen für den Stromverbrauch in integrierten Schaltkreisen.

Saturation

Wenn die Gate-Spannung positiv ist, und zwischen besteht, und der Transistor schaltet auf den aktiven Betrieb: die Elektronen in das Substrat, wobei die Majoritätsladungsträger werden von der Gate zogen: es einen leitenden Kanal zwischen dem Gate und der Quelle, in der das Silizium verhält sich wie bildet als ob es n-dotierten Source- und Drain-Anschlüssen, die ursprünglich den Durchtritt von Strom zwischen Source und Gate.

Wenn die Spannung zwischen Drain und Source, die Potentialdifferenz zwischen dem Gate und der Kanalbereich nahe dem Drain verringert, und der Kanal fortschreitend in der Nähe es gedrosselt. Dieses Phänomen wird als die Pinch-Off, ähnlich dem Effekt Früh Bipolartransistors. Der Flaschenhals tritt am Punkt der Abszisse, die gleich der Länge des Kanals, in dem das Potential gleich ist. Die Ladungsumkehr nimmt daher bei der Annäherung an den Drainanschluss, und dies impliziert, dass, sobald die vollständige Drosselung der Wert des Stroms durch den Kanal strömt nicht auf die Variation abhängen erreicht, da die Spannung über dem ohmschen Kanal Es bleibt konstant.

Die Gebühren dann durch den verarmten Bereich durch das elektrische Feld angefallenen geben, so dass der Strom hängt nur und quadratisch von der Spannung, und die MOSFET-Funktionen als transresistore:

wobei der Faktor der Abschnürung der Reihenfolge cV, wenn G die Transkonduktanz:

wo der Begriff Vov = VGS - Vth die Übersteuerungsspannung: die Beziehung ist nahezu linear für kleine Signal.

Ein weiterer wichtiger Parameter bei der Realisierung der Vorrichtung ist der Ausgangswiderstand, gegeben durch:

Beachten Sie, dass, wenn nichts platziert der Ausgangswiderstand unendlich wird.

Führen Sie gerade

Wenn die Spannung die Spannung übersteigt auch der Kanal den Drain erreicht: wobei der Leitungskanal verhält sich wie ein Widerstand in dem Sinne, daß das Potential variabel wird entlang seiner Länge L, aber nicht in dessen Breite W nur ​​mit der Erhöhung der Spannung an die angelegte erhöht Gate jeweils gemessen entlang der Richtung parallel und senkrecht zu der der Strom durch den Kanal fließt: Die Gleichung des Transkonduktanzverstärkers weiterhin gültig nur lokal sein:

so dass der Strom in dem Kanal wird:

wobei die effektive Beweglichkeit der Ladungsträger, die Kanalbreite, der Länge und der Kapazität pro Flächeneinheit.

Das Verhalten ist somit äquivalent zu einer Triode.

Verwenden Sie digitale

Die Entwicklung digitaler Technologien hat, um die Überlegenheit des MOSFET als jede andere Art von Silizium-basierten Transistoren geführt. Der Grund dafür war die Entwicklung von digitalen CMOS-Logik, die die Grundbestandteil des MOSFET sieht. Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung ist die Tatsache, dass im Idealfall, wenn es ausgeschaltet wird kein Strom zu fließen, und dies führt zu einer Verringerung der Verlustleistung. An der Basis jedes Logikgatters es tatsächlich der CMOS-Inverter, die Kombination aus einem NMOSFET und einem PMOSFET in Reihe, derart, daß, wenn einer leitet die andere ausgeschaltet ist. Dieses Gerät bietet erhebliche Energieeinsparungen und verhindert eine Überhitzung des Schaltkreises, eines der wichtigsten Themen der integrierten Schaltungen.

Ein weiterer Vorteil der MOSFET-Technologie liegt in der Tatsache, dass in digitalen Schaltkreisen die Oxidschicht zwischen dem Gate und dem Kanal verhindert, dass der Strom weiter durch das Gate fließt, wodurch der Energieverbrauch. In einem logischen Zustand dies effektiv isoliert einen MOSFET von der vorherigen Stufe und der nächsten, wobei der Gate-Anschluß in der Regel von dem Ausgang einer vorhergehenden Verknüpfung gesteuert wird; Auch die größeren Komfort bei der Gestaltung Logikstufen unabhängig.

CMOS

Die CMOS-Technologie, die für komplementäre Metalloxid-Halbleiter steht, ist für das Design von integrierten Schaltungen verwendet werden, von denen die Basis der Verwendung des Inverters MOSFET. Es ist eine Schaltungsstruktur durch die Reihe von einem Netzwerk von "Pull-Up" und eine konstituiert "Pull-Down": die erste kümmert ordnungsgemäß repliziert den logisch hohen Pegel LL1, während der zweite ist für die Verwaltung der logischen Ebene bestimmt LL0 gering. Das Netz der Pull-Up wird, der nur pMOSFET beschaffen, dass nur aufleuchten, wenn die Spannung an dem Gate vorhanden ist, mit Bezug auf die Quelle gemessen wird, ist geringer als die Schwellenspannung ist, dass für diese bestimmte Komponenten gleich der Hälfte der Versorgungsspannung ist. Umgekehrt das Netzwerk aus Pull-Down aus nur nMOSFET, die aufleuchten, wenn die vorliegende Spannung am Gate größer als die Schwellenspannung ist. Ausgehend von den Wechselrichter-Logikgattern aufgebaut sind und anschließend integrierten Schaltungen.

Mit der Notwendigkeit, immer größere Schaltgeschwindigkeit zu erreichen, und dem Aufkommen von VLSI-CMOS-Logik Sie eine Verkleinerung ihrer Verwendung zugunsten der Logik wie der unvollständigen Pass-Transistor-Logik und Domino gesehen haben.

Verwenden Analog

Im Zusammenhang mit der Analogelektronik MOSFET ist in den meisten Fällen durch Bipolartransistor ersetzt werden, als besonders wegen seiner hohen Transkonduktanz besser. Angesichts der Schwierigkeit bei der Herstellung von BJTs und MOSFETs auf dem gleichen Chip, werden sie verwendet MOSFETs obwohl man die gleichzeitige Anwesenheit beider Vorrichtungen erfordern, obwohl die neunziger Jahren war es möglich, in dem gleichen Wafer-MOS-Transistoren und bipolare integrieren. Diese Logik, die so genannte BiCMOS, ist besonders nützlich in Breitbandverstärkern und digitale Schaltungen, obwohl seine Verwendung beschränkt bleibt Schaltungen SSI- und MSI wegen der Schwierigkeit bei der Miniaturisierung. Auch die Möglichkeit, die Größe des Transistors in Abhängigkeit von den Anforderungen der Konstruktion ist ein Vorteil gegenüber der Verwendung von bipolaren, deren Größe nicht stark die Übertragungseigenschaften beeinflussen.

MOSFETs sind auch in analogen Schaltungen wie beispielsweise Schalter verwendet wird, und in dem linearen Bereich, wie Präzisionswiderstände. In Hochleistungsschaltungen, aber auch sie sind für ihre Beständigkeit gegen hohe Temperaturen ausgenutzt.

Miniaturisierung

Elektronische Technologie bekommt einen Nutzen aus der Möglichkeit, die Größe der Schaltungen zu reduzieren: dies hat zu der Miniaturisierung der MOSFETs geführt, deren Größe stieg von mehreren Mikrometern bis in der Größenordnung von Nanometern: Integrierte Schaltungen, die MOSFETs, dessen Kanal hat eine Länge von neunzig Nanometer oder weniger. Die mit einem kleineren Kanal des Mikrometers aufgebaut Geräte werden als kurz-Kanal-MOSFETs, und verfügen über Strom-Spannungskenn deutlich anders als die MOSFETs, die größer sind. Historisch die Schwierigkeit bei der Verringerung der Größe der MOSFETs mit dem Herstellungsverfahren der Halbleiterbauelemente verbunden.

Vorteile

Der Grund, aus dem versucht wird, zunehmend kleiner MOSFET erhalten liegt vor allem in der Tatsache, daß kleinere MOSFETs damit mehr Strom zu übergeben: die MOSFETs eingeschaltet im linearen Bereich verhalten sich wie Widerstände und die Miniaturisierung hat den Zweck der Verringerung des Widerstands. Zweitens haben kleinere Tore impliziert gewinnen unteren Gate-Kapazität. Diese beiden Faktoren dazu beitragen, die Zeitpunkte der Ein- und Ausschalten der Transistoren selbst zu reduzieren, und in der Anlage, höhere Schaltgeschwindigkeit zu erreichen erlauben.

Eine dritte Grund, der die Verringerung der Größe eines MOSFET motiviert ist die Möglichkeit des Erhalts kleineren Schaltungen, die eine höhere Rechenleistung für die gleiche Fläche besetzt bringt. Da die Kosten für die Herstellung von integrierten Schaltungen wird auf die Anzahl der Chips, die für Siliziumwafer hergestellt werden kann, verbunden ist, wird der Preis für jeden Chip verringert.

Fragen

Die Schwierigkeit bei der Herstellung von MOSFETs mit Kanallängen von weniger als einem Mikrometer sind ein begrenzender Faktor bei der Weiterentwicklung der integrierten Schaltungstechnologie. Die reduzierten Abmessungen der MOSFETs manchmal kann in der Tat zu erstellen Betriebsprobleme.

Sättigung des Trägergeschwindigkeit

Eines der größten Probleme bei der Konstruktion von Schaltungen, die MOSFETs skaliert ist die Sättigung des Trägergeschwindigkeit: mit Verengung der Kanallänge, in der Tat, die zwischen Source und Drain der Vorrichtung vorliegende elektrische Feld signifikant bei konstanter angelegter Spannung zunimmt. Dieser Anstieg führt zu dem Erreichen der Geschwindigkeit der Elektronen des genannten Geschwindigkeitssättigung. Nach Erreichen dieser Geschwindigkeit, können sie nicht weiter beschleunigt werden kann, und daher der Strom linear mit der Steuerungsspannung und nicht mehr quadratisch vorausgesetzt daher einen Wert, der niedriger als der, der in der normalen Sättigung anzuwenden wäre. Dieses Phänomen ist besonders bemerkenswert im Nano- und beinhaltet eine erhebliche Abweichung in den Schaltzeiten der Logik mit Hilfe von Feldeffekttransistoren aufgebaut ist.

Unterschwellenstrom

Mit der Verringerung der Größe der Spannung, die an das Gate muss, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung zu halten reduziert werden angewendet werden kann, und der Schwellenspannung entsprechend reduziert werden muss, um die optimale Leistung zu gewährleisten. Mit reduzierten Schwellenspannung des Transistors nicht vollständig abgeschaltet werden, die Bildung einer Schicht mit einer schwachen Rückwärtsspannung, die eine Schwellenwertstrom, die Energie dissipiert erzeugt. Der Schwellenwertstrom kann in diesen Fällen nicht vernachlässigt werden, da es bis zu 50% der durch den Chip benötigte Leistung zu verbrauchen.

Verbindungskapazitäten

In der MOSFET-Technologie wird die Verzögerungszeit eines Gatters ist annähernd proportional zu der Summe der Gate-Kapazität. Mit der Miniaturisierung der Transistoren Verbindungskapazität, dh die Fähigkeit der Leiter, die die verschiedenen Teile des Chips zu verbinden, wachsen im Verhältnis zu der Anzahl von Transistoren, die durch die Erhöhung der Verzögerungen auf Kosten der Leistung.

Wärmeproduktion

Die Erhöhung der Dichte des MOSFET in einer integrierten Schaltung erzeugt Probleme der Wärmeableitung, die beide in den gleichen aktiven Vorrichtungen sowohl im Verbund. Wenn die in der integrierten Schaltung erzeugte Wärme wird nicht in geeigneter Weise beseitigt sie die Zerstörung der Vorrichtung oder zumindest der Verringerung der Lebensdauer des Schaltkreises zu erkennen. Der Temperaturanstieg verlangsamt den Betrieb dieser Schaltungen, da sie die Mobilität von Elektronen und Löchern reduziert. Die Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen, insbesondere Mikroprozessoren, sie nur mit geeigneten Kühlkörpern oder mit Systemen, die Kühlung zu unterstützen arbeiten kann: in einem Mikroprozessor der neuesten Generation Dichte von elektrischem Strom durch die Verbindungen fließen können die Reihenfolge der zu erreichen 10 GA / m, während in den Wohnungen der Stromdichte, die die Drähte des Stromnetzes zu erreichen nicht MA / m nicht überschreiten.

Gate-Strom

Das Gate-Oxid, Isolator zwischen dem Gate und dem Kanal ist, so dünn wie möglich sein, um einen größeren Stromfluß, wenn der Transistor vorgespannt ist, zu ermöglichen, was zu einer erhöhten Leistung und reduzierte Schwellenwertstrom, wenn der Transistor ausgeschaltet ist . Mit Oxiden Dicke von etwa 2 Nanometer entwickelt einen Tunneleffekt für die Positionen zwischen dem Gate und dem Kanal, für einen kleinen Strom, der zu einer Erhöhung des Stromverbrauchs führt verantwortlich.

Isolatoren mit einer Dielektrizitätskonstante größer der Siliciumoxidschicht, wie Hafniumoxid, werden untersucht, um den Gate-Strom zu reduzieren. Die Erhöhung der Dielektrizitätskonstante des die Gate-Oxid-Material ermöglicht es, eine dickere Schicht zu erzeugen, während eine hohe Kapazität und Reduzierung des Tunneleffekts. Es ist wichtig, die Höhe der Barriere der neuen Gate-Oxid zu berücksichtigen: die Energiedifferenz in dem Leitungsband zwischen dem Halbleiter und Oxid und die entsprechende Energiedifferenz in dem Valenzband, wirken sich auch auf die Höhe der Leckstrom. Wie für das Gate-Oxid des herkömmlichen, Siliciumdioxid, ist diese Barriere zu 3 eV. Für viele andere Dielektrika dieser Wert ist viel niedriger, was die Vorteile, die Sie möglicherweise eine höhere dielektrische haben negiert.

Produktiven Wandel

Mit MOSFET zunehmend kleiner die Anzahl der Siliziumatome, die die Eigenschaften der Transistoren beeinflussen abnimmt bis zu wenigen hundert Atomen. Während der Herstellung des Chips die Zahl der den Transistor verwendet Atomen erheblich variieren können, beeinträchtigen die Eigenschaften des Transistors.

Schaltzeichen

Die Schaltsymbole der MOSFETs sind vielfältig, die alle durch die die drei Anschlüsse, Gate-, Source und Drain, die von einer Linie gekennzeichnet: daß der Gate senkrecht auf die beiden anderen. Die Verbindung des Substrats wird durch einen Pfeil von P nach N dargestellt, das heißt, in dem Fall eines nMOS, dessen Substrat eine p-Dotierung, Spitze aus dem Bulk an den Kanal. In umgekehrter Weise für den PMOS und dies ermöglicht es, die nMOS durch pMOS unterscheiden. Falls der Substratanschluß ist nicht dargestellt, wird es verwendet, um das Symbol Invertieren des pMOS-Transistors zu identifizieren; alternativ ein Pfeil auf der Quelle zeigt den Ausgang an den Eingang zu den nMOS oder pMOS.

Unten ist ein Vergleich zwischen den verschiedenen Symbolen des MOSFET und JFET:

Für Symbole, in denen ist die Bulk-Anschluss gezeigt wird, ist es mit der Source verbunden erscheint: Dies ist eine typische Konfiguration, aber es ist nicht die einzig mögliche. Im Allgemeinen ist der MOSFET eine Vorrichtung mit vier Anschlüssen.

Parasitären Kapazitäten

Innerhalb jeder Feldeffekttransistor, gibt es eine Anzahl parasitärer Kapazitäten, unter in Bezug auf den MOSFET aufgeführt.

MOS-Kondensator

Das elektrische Feld durch eine zwischen Gate und Schütt angelegte Spannung erzeugten erzeugt die Ansammlung statischer in der Nähe der beiden Enden: das Aufladen des so erhaltenen MOS-Kondensator wird dann durch Beiträge, die mit der Spannung unterschiedlich ausgebildet. Spannung steigt der entleerte Zone wird vergrößert und die Kraft auf Lücken ausgeübt wird immer weniger wirksam, während die Elektronen nahezu lineare supeata einmal der Schwellenspannung zu erhöhen. Im Fall der Kanal vollständig ausgebildet ist, ist die Kapazität des MOS-Kondensators konstant und gleich dem Wert:

mit:

die Fähigkeit des Oxids, wobei es die Dicke der Oxidschicht, die Dielektrizitätskonstante Oxidmaterial und die geometrischen Abmessungen des Kanals vorstehend definiert.

PN-Übergänge

Jeder PN-Übergang kann mit einer Kapazität unter dynamischen Bedingungen in Verbindung gebracht werden. Die parasitären Kapazitäten dieser Art sind in erster Linie die Kapazität des Drain-Bulk-Übergang und der Source-Bulk-Übergang. Normalerweise sind solche Fähigkeit nicht beeinträchtigen wesentlich, wobei die Übergänge in Sperrichtung vorgespannt, da im Falle eines NMOS die Masse an dem unteren Potential und im Falle eines PMOS-Transistors mit dem höchsten Potential liegt.

Gibt es auch die Fähigkeit des Sperrschichtgate-Source und Gate-Drain-Übergang. Auf der theoretischen Ebene der Source- und Drain-Zonen sollten am Gatter kombiniert werden, während sie in der Praxis ist eine geringe Überlappung des Gate mit der Source und dem Drain, um die Kontinuität der Struktur zu gewährleisten, da ein Mindestabstand zwischen dem Gate und der Source oder Drain erzeugen würde, eine Fehlfunktion.

Modell EKV

Das Modell EKV für MOSFET-Transistor ist ein mathematisches Modell zur Simulation und Design von analogen integrierten Schaltungen, die von CC Enz, F. Krummen und EA Vittoz 1995. Anders als einfachere Modelle wie das quadratische Modell entwickelt, das EKV Modell genau auch in Schwellengebiet des Betriebs des MOSFET, der auftrat, wenn Vbb = Vss wird der MOSFET, die im Bereich von Sub-Schwellwert, wenn Vgs & lt; Vth.

Darüber hinaus ist die EKV Modell in der Lage, viele der Wirkungen, die beim Betrieb von integrierten Schaltungen in CMOS-Technologie mit einer Transistorgröße geringer als ein Mikrometer eingreifen simulieren.

Speziell der MOSFET

Depletion-MOSFET

Die traditionelle MOSFET wird als "Anreicherung", im Unterschied zu den Geräten "Entleeren", bzw. Abreicherung, das heißt, die MOSFET dotiert sind, so dass auch ohne angelegte Spannung der Kanal existiert. Wenn eine Spannung an das Gate angelegt wird, wird der Kanal verarmt, wodurch der Stromfluss durch den Transistor. Im Wesentlichen verhält sich ein Depletion-MOSFET wie ein normalerweise geschlossener Schalter, und einen MOSFET, eine Anreicherung verhält sich wie ein normalerweise offener Schalter.

Diese Transistoren in der Tetrode Struktur werden in den Verstärkerstufen und RF-Mischer für verschiedene Geräte auf der Eigenschaft, dass ein Hochleistungsverhältnis-Verstärkung und eine niedrige Geräusch im Hochfrequenzband verwendet, insbesondere Fernsehgeräten, durch, während er eine Kniepunkt 1 / f hoch genug, um ihre Verwendung als Oszillator zu verhindern.

Zu den häufigsten sind MOSFET-Verarmungs Familien BF 960 Siemens und Philips BF 980, datiert 1980, deren Nachkommen immer noch die häufigsten Komponenten in Gruppen von Harmonie.

DMOSFET

DMOS steht für doppelt diffundierten MOSFET, dh Doppeldiffusion MOSFET ist. Es gibt MOSFETs und die seitliche Doppeldiffusion MOSFET Doppeldiffusion senkrecht.

PMOSFET

Der Leistungs-MOSFET ist von großer Bedeutung in Anwendungen in der modernen Technologie, einschließlich Verstärker, Wechselrichtern und Schaltnetzteile gewesen. Der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Transistors ist die vertikale Struktur, die es ermöglicht, hohe Werte von Spannung und Strom zu widerstehen. Die Spannung ist abhängig von der Dotierung und der Dicke der Halbleiterschichten, die sie zusammensetzen, während der Strom abhängig von der Größe des Kanals. Die Stromverstärkung des Leistungs-MOSFET kann als ideal unendlich, so daß die Antriebsstufen vereinfacht werden, und wird von einem niedrigen Wert von RDSon gekennzeichnet, das heißt, der Widerstand, der Komponente liegt dem Durchgang des Stroms zwischen Drain und Source Zustands der Sättigung.

Die Merkmale der einzelnen Modelle des Leistungs-MOSFET sind je nach geforderten Spezifikationen, und es scheint offensichtlich die Notwendigkeit, sorgfältig auswählen, das Modell des MOSFET für jede einzelne Anwendung erforderlich, zu vermeiden, übermäßig Übermaß die maximale Spannung in Bezug auf die Arbeitsstellung.

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