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VMOS场效应管的结构、原理与特性

发布时间:2014/1/21 20:04:59 访问次数:1584

    当MOS管工作在恒流区时,UCC3913DTR管子的耗散功率主要消耗在漏极一端的夹断区上,并且由于漏极所连接的区域(称为漏区)不大,无法散发很多的热量,所以MOS管不能承受较大功率。VMOS管从结构上较好地解决了散热问题,故可制成大功率管,图8-10所示为N沟道增强型VMOS管的结构示意图。


    图8-10 N沟道增强型VMOS管的结构示意图

     VMOS以高掺杂N+区为衬底,上面外延低掺杂N区,共同作为漏区,引出漏极。在外延层N区上又形成一层P区,并在P区之上制成高掺杂的N+区。从上面俯视VMOS管P区与N+区,可以看到它们均为环状区,所引出的电极为源极。中间是腐蚀而成的V型槽,其上生长一层绝缘层,并覆盖一层金属,作为栅极。VMOS管因存在V型槽而得名。

   在栅一源电压Ucs大于开启电压UT时,在P区靠近V型槽氧化层表面所形成的反型层与下边N区相接,形成垂直的导电沟道,见图8-10所标注。当漏一源间外加正电压时,自由电子将沿沟道从源极流向N型外延层、N+区衬底到漏极,形成从漏极到源极的电流fD。

   VMOS管的漏区散热面积大,便于安装散热器,耗散功率最大可达千瓦以上;此外,其漏一源击穿电压高,上限工作频率高,而且当漏极电流大于某值(如500mA)时,fD与Ucs基本呈线性关系。

     上述各类型场效应管以N沟道为例分析,应注意的是各类场效应管都有N沟道和P沟道。P沟道MOS场效应簪也可分为增强型和耗尽型两种,它与N沟道场效应管的原理相同,只是在使用时,Ucs、UDS的极性与N沟道相反。

     应当指出,大部分MOS管衬底与源极相连,如果MOS管的衬底不与源极相连,则衬一源之间电压UBS必须保证衬一源间的PN结反向偏置,因此,N沟道管的UBS应小于零,而P沟道管的UBS应大于零。此时导电沟道宽度将受UCS和UBS的双重控制,UBS使开启电压或夹断电压的数值增大。比较而言,N沟道管受UBS的影响更大些。




    当MOS管工作在恒流区时,UCC3913DTR管子的耗散功率主要消耗在漏极一端的夹断区上,并且由于漏极所连接的区域(称为漏区)不大,无法散发很多的热量,所以MOS管不能承受较大功率。VMOS管从结构上较好地解决了散热问题,故可制成大功率管,图8-10所示为N沟道增强型VMOS管的结构示意图。


    图8-10 N沟道增强型VMOS管的结构示意图

     VMOS以高掺杂N+区为衬底,上面外延低掺杂N区,共同作为漏区,引出漏极。在外延层N区上又形成一层P区,并在P区之上制成高掺杂的N+区。从上面俯视VMOS管P区与N+区,可以看到它们均为环状区,所引出的电极为源极。中间是腐蚀而成的V型槽,其上生长一层绝缘层,并覆盖一层金属,作为栅极。VMOS管因存在V型槽而得名。

   在栅一源电压Ucs大于开启电压UT时,在P区靠近V型槽氧化层表面所形成的反型层与下边N区相接,形成垂直的导电沟道,见图8-10所标注。当漏一源间外加正电压时,自由电子将沿沟道从源极流向N型外延层、N+区衬底到漏极,形成从漏极到源极的电流fD。

   VMOS管的漏区散热面积大,便于安装散热器,耗散功率最大可达千瓦以上;此外,其漏一源击穿电压高,上限工作频率高,而且当漏极电流大于某值(如500mA)时,fD与Ucs基本呈线性关系。

     上述各类型场效应管以N沟道为例分析,应注意的是各类场效应管都有N沟道和P沟道。P沟道MOS场效应簪也可分为增强型和耗尽型两种,它与N沟道场效应管的原理相同,只是在使用时,Ucs、UDS的极性与N沟道相反。

     应当指出,大部分MOS管衬底与源极相连,如果MOS管的衬底不与源极相连,则衬一源之间电压UBS必须保证衬一源间的PN结反向偏置,因此,N沟道管的UBS应小于零,而P沟道管的UBS应大于零。此时导电沟道宽度将受UCS和UBS的双重控制,UBS使开启电压或夹断电压的数值增大。比较而言,N沟道管受UBS的影响更大些。




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