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MOSFET模块:
MOSFET在概念上属于“绝缘栅极场效晶体管”(Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET),而IGFET的栅极绝缘层有可能是其他物质而非MOSFET使用的氧化层。有些人在提到拥有多晶硅栅极的场效晶体管元件时比较喜欢用IGFET,但是这些IGFET多半指的是MOSFET。
MOSFET里的氧化层位于其通道上方,依照其操作电压的不同,这层氧化物的厚度仅有数十至数百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不过有些新的进阶制程已经可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做为氧化层之用。
今日半导体元件的材料通常以硅(silicon)为**,但是也有些半导体公司发展出使用其他半导体材料的制程,当中****的例如IBM使用硅与锗(germanium)的混合物所发展的硅锗制程(silicon-germanium process,SiGe process)。而可惜的是很多拥有良好电性的半导体材料,如砷化镓(gallium arsenide,GaAs),因为无法在表面长出品质够好的氧化层,所以无法用来制造MOSFET元件。
当一个够大的电位差施于MOSFET的栅极与源极(source)之间时,电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷,而这时所谓的“反型层”(inversion channel)就会形成。通道的极性与其漏极(drain)与源极相同,假设漏极和源极是N型,那么通道也会是N型。通道形成后,MOSFET即可让电流通过,而依据施于栅极的电压值不同,可由MOSFET的通道流过的电流大小亦会受其控制而改变。
MOSFET模块VS-FC420SA10现货技术参数价格
价格:1
产品参数
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VDSS
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100 V
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RDS(on)
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1.3 mΩW
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ID
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330 A at 90℃
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Type
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Modules - MOSFET
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Package
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SOT-227
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VS-FC420SA10操作原理
MOSFET的核心:金属—氧化层—半导体电容
金属—氧化层—半导体结构MOSFET在结构上以一个金属—氧化层—半导体的电容为核心(如前所述,今日的MOSFET多半以多晶硅取代金属作为其栅极材料),氧化层的材料多半是二氧化硅,其下是作为基极的硅,而其上则是作为栅极的多晶硅。这样子的结构正好等于一个电容器(capacitor),氧化层扮演电容器中介电质(dielectric material)的角色,而电容值由氧化层的厚度与二氧化硅的介电常数(dielectric constant)来决定。栅极多晶硅与基极的硅则成为MOS电容的两个端点。
当一个电压施加在MOS电容的两端时,半导体的电荷分布也会跟著改变。考虑一个P型的半导体(空穴浓度为NA)形成的MOS电容,当一个正的电压VGB施加在栅极与基极端(如图)时,空穴的浓度会减少,电子的浓度会增加。当VGB够强时,接近栅极端的电子浓度会超过空穴。这个在P型半导体中,电子浓度(带负电荷)超过空穴(带正电荷)浓度的区域,便是所谓的反转层(inversion layer)。
MOS电容的特性决定了MOSFET的操作特性,但是一个完整的MOSFET结构还需要一个提供多数载流子(majority carrier)的源极以及接受这些多数载流子的漏极。
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