Hur fungerar en mosfet

Det gör att drain och source kan läggas precis intill gate vilket ger både en kortare kanal och minimal kapacitans mellan source , gate och drain. Det är något som sällan framgår av schematiska bilder av MOSFET-transistorer, men det ökar konduktiviteten i gate vilket gör att laddningen har lättare att fördela sig jämnt över hela gate. Skillnaden i tröskelspänning kan uttryckas som.

Hål för anslutningsterminalerna etsas ut genom både detta oxidlager och den underliggande fältoxiden ner till body , source , drain och gate. En egenskap hos MOSFET som underlättar tillverkningen är att fältoxiden och gate används som mask vid dopningen av drain och source. Därefter läggs ett lager av polykristallin kisel eller aluminium på i vilket det som ska bli gate etsas fram. I det fallet behöver gate ha en negativ spänning för att transistorn ska gå in i den undre mättade regionen strypt.

I båda fallen är den ohmiska effektförlusten minimal och därför är det de regionerna man vill använda i digital elektronik samtidigt som man vill växla mellan dem så snabbt som möjligt för att få minimal effektförlust i den ohmiska regionen. I analog elektronik är det transistorns förstärkning man är ute efter. Det lagret är betydligt tunnare än det första och blir det isolerande lager mellan gate och body.

Den praktiska effekten av olika spänningar på source och body är att tröskelspänningen V T påverkas. I diskreta komponenter är source ofta sammankopplad med body. Transistorn går in i den övre mättade regionen bottnad när. I det första steget täcks kiselsubstratet av ett lager av kiselnitrid Si 3 N 4 i vilket en ram runt transistorn etsas fram.

Vad är MOSFET: Symbol, funktion, typer och olika förpackningar - My Star Idea

En MOSFET är spänningsstyrd vilket innebär att strömmen från source till drain regleras av spänningen mellan gate och body. Den del av body som ligger under gate och mellan source och drain kallas för kanal. Överskottet av elektroner som ansamlas i kanalen är rörliga och gör att en ström kan flyta parallellt med kondensatorn från source till drain. Body är själva substratet som består av en lätt p -dopad halvledare vanligtvis kisel medan gate är en jämförelsevis stor [ a ] platta av metall vanligen aluminium.

Det området kommer att bli body -området utanför kanalen. När en spänning V G läggs på gate blir den positivt laddad samtidigt som kanalen blir negativt laddad. I de mättade regionerna är den obefintlig, men i den ohmiska regionen mellan dem är den väldigt hög. Fälteffekttransistorn uppfanns av Julius Edgar Lilienfeld som tog patent på den Oskar Heil vidareutvecklade idén och tog bland annat patent på en fälteffekttransistor med isolerad gate Ingen av dem lyckades varken tillverka någon fungerande transistor eller förklara den underliggande fysiken och deras patent löpte ut utan att komma till användning.

Jonerna kan inte tränga igenom fältoxiden eller aluminiumet, utan jonerna kan bara tränga in i substratet genom det tunna oxidlagret i springan mellan dessa. Steget avslutas med att ett relativt tjockt lager av oxid läggs ovanpå fältoxiden. Mellanrummet mellan gate och den tidigare dopade ramen kommer att bli source och drain i nästa steg.

En MOSFET-transistor är relativt enkel och billig att tillverka, tar liten plats och kräver lite effekt för att fungera; en kombination av egenskaper som har gjort MOSFET-transistorer till de mest tillverkade elektroniska komponenterna någonsin. Med diskreta komponenter är det oproblematiskt, men i integrerade kretsar är det ytterligare ett skäl till att source måste ha högre spänning än body.

Den viktigaste komponenten i en MOSFET-transistor är det metalloxidlager som isolerar gate från body och som hindrar likström från att läcka från gate. När spänningen V DS är mindre än tröskelvärdet V T går transistorn in i den undre mättade regionen strypt. Source och drain är två diken med n -dopat material som löper längs med varsin kant av gate. Terminalerna bildas genom att aluminium läggs på och i vilket och själva anslutningarna etsas fram.

En MOSFET har olika karaktäristik i de mättade regionerna när kanalen mellan source och drain är helt öppen eller helt stängd, samt i den ohmiska regionen däremellan.

Hur fungerar en mosfet?

Då måste source ha högre spänning än body vilket skapar en utarmningsregion runt varje transistor som isolerar den från intilliggande transistorer på samma substrat. I de mättade regionerna är strömmen I D antingen nära noll strypt eller maximal bottnad. I det fjärde steget beläggs hela kretsen med ytterligare ett oxidlager.

I andra steget etsas resten av kiselnitriden bort och ytterligare ett oxidlager läggs på. Gate är isolerad från substratet av metalloxid vilket ger hög ingångsimpedans.

Igbt

Deras uppgift är att fungera som terminaler för den ström I DS som löper genom body under gate och som regleras av spänningen på gate. När flera transistorer kopplas samman, exempelvis i en vippa kommer en transistors drain att kopplas direkt till en annan transistors source. I integrerade kretsar har är alla transistorer byggda på samma substrat och då är det inte möjligt att koppla samman source med body.

Lagren med metall—oxid—halvledare fungerar som en kondensator.