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電源基礎(chǔ)知識(shí) MOSFET結(jié)構(gòu)

穩(wěn)控自動(dòng)化 ? 來源:穩(wěn)控自動(dòng)化 ? 作者:穩(wěn)控自動(dòng)化 ? 2023-05-09 09:13 ? 次閱讀

BOSHIDA電源模塊 電源基礎(chǔ)知識(shí) MOSFET結(jié)構(gòu)
制造MOSFET器件的挑戰(zhàn)在于,需要通過施加在絕緣柵極上電壓的影響,將半導(dǎo)體材料的極性反轉(zhuǎn),從而在源極和漏極之間形成一個(gè)導(dǎo)電溝道。現(xiàn)在有幾種方法可以實(shí)現(xiàn),通過單元晶胞結(jié)構(gòu)橫截面可以很好地說明這個(gè)過程,如圖3.11所示:

pYYBAGRZniaAFC-8AAQUATYrwxQ236.png


可以看到,漏極金屬接觸在圖中右上方的n+區(qū)域,并且穿過它到達(dá)橫向延伸穿過整個(gè)單元的n區(qū)域。源極金屬接觸左上方的n+區(qū)域和p區(qū)域,并且在柵極的影響下,導(dǎo)電溝道將在p區(qū)域中形成。柵極上的正電壓將使p區(qū)域表面從p反轉(zhuǎn)為n,由此形成源極和漏極之間導(dǎo)通流通路徑。請(qǐng)注意,p區(qū)和n區(qū)之間的連接點(diǎn)處形成了體二極管,當(dāng)源極相對(duì)于漏極電壓為正時(shí),這會(huì)允許源極和漏極之間的仍然會(huì)導(dǎo)通。該圖顯示了單個(gè)晶胞單元的橫截面,但是其導(dǎo)通阻抗具有正溫度系數(shù)的特性,可以允許多個(gè)晶胞并聯(lián)并具有良好的均流能力。這是因?yàn)槿绻?a href="http://www.zgszdi.cn/tags/電流/" target="_blank">電流局部集中于某個(gè)地方,局部加熱將增加導(dǎo)通電阻,從而自動(dòng)減少該部分流經(jīng)的電流。此特性非常有用,因?yàn)樗试SMOSFET制作過程中將具有數(shù)千個(gè)單元進(jìn)行并聯(lián)以得到大電流器件。
該結(jié)構(gòu)的底層,也即襯底,在分立的MOSFET中被制成n+,漏極電流垂直向下流到安裝表面,這樣總的導(dǎo)通阻抗最小。當(dāng)MOSFET被制造為集成結(jié)構(gòu)時(shí)(如封裝在控制器中),襯底則被制成p型以將其與電路的其余部分相隔離,并且漏極電流橫向流動(dòng)到其與頂表面上的漏極接觸的位置,這樣給漏極電流增加更長(zhǎng)的電阻路徑(導(dǎo)通阻抗增加)。
盡管這種結(jié)構(gòu)描述是針對(duì)N溝道MOSFET的,但是以類似的技術(shù)方式可以制造出互補(bǔ)型的P溝道器件,只是其中半導(dǎo)體區(qū)域的極性相反而已。

審核編輯黃宇

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