什么是MOSFET

什么是MOSFET,第1张

金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。

MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同,可分为“N型”与“P型” 的两种类型,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称尚包括NMOS、PMOS等。

扩展资料:

主要参数

场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数:

1、IDSS—饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流。

2、UP—夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。

3、UT—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。

4、gM—跨导。是表示栅源电压UGS—对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。

5、BUDS—漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。

6、PDSM—最大耗散功率。也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。

7、IDSM—最大漏源电流。是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM 。

对比

Power MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。主要优点:热稳定性好、安全工作区大。

缺点:击穿电压低,工作电流小。IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。

特点:击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。

参考资料:百度百科-MOSFET

首先,电子在半导体中的能级是准连续的,可以近似认为是一簇一簇距离非常近的能级构成--这每一簇能级就是能带,能带和能带之间是有相对较大的能量差的,之间这段距离称为能隙(禁带)。而电子在金属中的能带结构简单,可以认为是一个能级(但和真空中电子能级有差距,后面会讲)

如果你问金属中的电子能否与半导体中的空穴复合,这就涉及到MS接触,就是金属和半岛体接触;(PN结原理不知你知不知道,那是半导体与半导体之间的接触,这里是金属和半导体接触)。

简单来讲,金属内的电子所含有的能量(所处能级记为Ef--就是费米能级,即大多数电子所处的能级)小于金属表面(近似于真空的电子能级E0),我们称电子从金属内部逸出到表面所需要的能量为功函数Wm=E0-Efm(m代表金属)

半导体的能带结构,如果你有所了解的话,会知道在电子(空穴)所处能级是费米能级Ef,导带底能级为Ec,价带顶为Ev;这个不明白也没关系,你就想像费米能级夹在他们两个能级之间,这是大多数电子所处的能级。记半导体电子逸出到表面所需的能量Ws=E0-Efs(s代表半导体)

当接触时(忽略M,S间的间隙),{注意:不同类型的半导体能带结构不同,所以引起的效果也不同},以n型半导体和金属接触为例(假设Wm>Ws),接触后电子系统统一,即两部分费米能级持平;(不清楚可以自己画画关系,要不就接本半导体物理看看)又由于Wm>Ws,所以Efs>Efm,即电子易从半导体流向金属,使半导体表面带正电(因为原来是中性的,现在带负电的电子走了一部分),金属表面带负电。

如果像你所说到的问题中,带有空穴的半导体(空穴为多子)--P型半导体,和金属接触时(先假设Wm<Ws),你将会发现半导体价带顶和导带底在接触处向下弯曲,构成阻挡层,即空穴易从半导体进入金属,而电子不容易从金属进入半导体,这样的话电子和空穴只能在金属中复合。而如果是Wm>Ws的话,情形相反,半导体价带顶和导带底在接触处向上弯曲,形成反阻挡层,即电子易从金属进入半导体,而空穴不容易从半导体进入金属,这样电子和空穴会在半导体表面进行复合。

至于Wm和Ws的关系如何,这和不同金属元素和半导体掺杂有关。

但应注意的是,如果半岛体表面态密度很大,它可以屏蔽金属接触的影响,即半导体和金属接触时的势垒高度和金属功函数Wm几乎无关,而仅由半导体的表面性质所决定。这个你要想深入了解就自己看书吧。

至于补充问题,当电子在不同能带上迁移时,必须有足够的能量让他跨越禁带的势垒。即使在不同能级间跃迁时也要提供或释放能量。

在半导体器件实现上,一般这些能量都是由外电压提供。


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