【基础知识】MOSFET 基础.pdf
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MOSFET 基础
区增大的原因是栅极和漏极的反向偏压V (=V +V )比栅
概述 DG GS DS
极和源极之间的偏压VGS更高。
由于作为电源应用开关器件的双极性功率晶体管(BPT)
具有几项劣势, 因此开发了功率金属氧化物半导体场
效应晶体管(MOSFET)。功率MOSFET用于开关电源(SMPS) Drain
、计算机外设、汽车和电机控制等应用。持续不断的研
究已使其特性得到改进,从而能取代BJT。本应用指南 N
大致说明了功率MOSFET并简要介绍了某些产品的规格。 P P VDS
公司历史 Gate
场效应晶体管(FET)背后的理论自20世纪二三十年代开
始就广为人知,20年后双极结型晶体管才被发明出来。
Source
当时,美国的J.E. Lilienfeld建议了一种晶体管模型
,其每一侧都有两个金属触点,半导体顶部有一块金属 (a)VGS (栅极至源极电压)未提供
板(铝制)。半导体表面的电场由金属板供应的电压形
成,从而能够控制金属触点间的电流。这就是FET的初
始概念。由于缺乏合适的半导体材料并且技术不成熟, Drain Depletion
因此开发速度很慢。William Shockely于1952年引入了 N region
结型场效应晶体管(JFET)。Dacey和Ross在1953年对其
作出了改进。在JFET中,Lilienfeld提出的金属场被P-
N结取代,金属触点被称为源极和漏极,场效应电极被 P P V
DS
称为栅极。对小信号MOSFET的研究持续进行着,但在功 Gate
率MOSFET设计方面并无任何重大改进,直到20世纪70年
V
代才引入了新产品。 GS
1986年3月,由9人组成的飞兆公司开始研究功率MOSFET Source
。20世纪90年代,飞兆使用平面技术开发了QFET® 器
件
® (b)VGS (栅极至源极电压)已提供
,使用沟道技术开发了低压PowerTrench 产品。
图 1. JFET的结构及其工作原理
1.2. 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
1. FET
MOSFET有两种类型,分别为耗尽型和增强型,每种类型
1.1. 结型场效应晶体管(JFET) 都有N/P–沟道。耗尽型通常开启,工作原理类似JFET
(参见图 2)。增强型通常关闭,这意味着漏极至源
有两种类型的JFET : N沟道型和P沟道型。两者均通过
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