我們講到增強型MOSFET的特點是,N溝道的建立是Ugs的貢獻,沒有Ugs>Ut,導電溝道就無法建立,D、S就不會有導通電流。這邊我們要說的是另一種MOSFET,稱為耗盡型MOSFET。
N溝道耗盡型MOSFET結構示意圖
以N溝道耗盡型MOSFET來說明,它在制造過程中,在二氧化硅的絕緣層中摻入了大量的正離子,形成了一個正電中心,產生了指向P型硅表面的垂直電場,這樣一來,在Ugs=0時,D、S之間已經有N溝道形成,若Ugs大于零,導電溝道加寬,當Ugs為負值,負到一定值,正電中心形成的垂直電場被抵消,導電溝道消失。那么,此時的Ugs被稱為夾斷電壓Up。耗盡型MOSFET的特性曲線類似于增強型MOSFET, 只是出現了負偏置 ,如下圖所示。
當Uds固定,Id=0的位置,Ugs為負值,即夾斷電壓。
對于P溝道的MOSFET,偏置電壓的極性要求正好與N溝道MOSFET相反,不再贅述。下面來說下MOSFET的主要參數和等效數學模型。
MOSFET主要參數
MOSFET的等效數學模型
對于上圖的MOSFET完整等效電路示意圖,可以看出是兩個壓控電流源組成的簡單線性電路網絡,在中、低頻回路中,各極間電容可以忽略不計,在高頻電路中極間電容需要全部考慮計算。
MOSFET在實際應用中的注意事項
1 MOSFET在使用過程中除了選擇正確的參數和正確的計算外,最值得強調的是防靜電操作問題。由于MOSFET的柵源之間距離很短,且絕緣,又少量的電荷就足以使絕緣柵極擊穿,導致MOSFET器件失效,因此MOS管會被戲稱為“摸死”管,就是為了強調它的靜電敏感性極高。在電路安裝、焊接、調試過程中尤其需要注意,避免板子出現不可預知的問題,影響開發進度。
2 對于大功率MOS管,需要和大功率BJT一樣考慮散熱問題
3 對于高頻使用場景,由于MOS管G、S之間阻抗很高,對電場的變化非常敏感,所以在使用高頻MOS管作為高頻前端放大器時,需要設計良好的電場屏蔽結構。
審核編輯:劉清