下面對(duì)MOS失效的原因總結(jié)以下六點(diǎn),然后對(duì)1,2重點(diǎn)進(jìn)行分析:1:雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說(shuō)的漏源間的BVdss電壓超過(guò)MOSFET的額定電壓,并且超過(guò)達(dá)到了一定的能力從而導(dǎo)致MOSFET失效。2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全工作區(qū)引起失效,分為Id超出器件規(guī)格失效以及Id過(guò)大,損耗過(guò)高器件長(zhǎng)時(shí)間熱積累而導(dǎo)致的失效。3:體二極管失效:在橋式、LLC等有用到體二極管進(jìn)行續(xù)流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,由于體二極管遭受破壞而導(dǎo)致的失效。4:諧振失效:在并聯(lián)使用的過(guò)程中,柵極及電路寄生參數(shù)導(dǎo)致震蕩引起的失效。5:靜電失效:在秋冬季節(jié),由于人體及設(shè)備靜電而導(dǎo)致的器件失效。6:柵極電壓失效:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而導(dǎo)致柵極柵氧層失效。場(chǎng)效應(yīng)管可通過(guò)控制柵極電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流,具有較好的線性特性。佛山功耗低場(chǎng)效應(yīng)管行價(jià)
在二極管加上正向電壓(P端接正極,N端接負(fù)極)時(shí),二極管導(dǎo)通,其PN結(jié)有電流通過(guò)。這是因?yàn)樵赑型半導(dǎo)體端為正電壓時(shí),N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端,而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動(dòng),從而形成導(dǎo)通電流。同理,當(dāng)二極管加上反向電壓(P端接負(fù)極,N端接正極)時(shí),這時(shí)在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓,正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端,負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端,電子不移動(dòng),其PN結(jié)沒(méi)有電流通過(guò),二極管截止。在柵極沒(méi)有電壓時(shí),由前面分析可知,在源極與漏極之間不會(huì)有電流流過(guò),此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管處與截止?fàn)顟B(tài)(圖7a)。當(dāng)有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極上時(shí),由于電場(chǎng)的作用,此時(shí)N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸引出來(lái)而涌向柵極,但由于氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導(dǎo)體中,從而形成電流,使源極和漏極之間導(dǎo)通??梢韵胂駷閮蓚€(gè)N型半導(dǎo)體之間為一條溝,柵極電壓的建立相當(dāng)于為它們之間搭了一座橋梁,該橋的大小由柵壓的大小決定。金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管廠商場(chǎng)效應(yīng)管可以通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電路功能。
以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個(gè)高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通,二者總保持等電位。當(dāng)漏接電源正極,源極接電源負(fù)極并使VGS=0時(shí),溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當(dāng)VGS大于管子的開(kāi)啟電壓VTN(一般約為+2V)時(shí),N溝道管開(kāi)始導(dǎo)通,形成漏極電流ID。場(chǎng)效應(yīng)晶體管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分別發(fā)明,但是實(shí)用的器件一直到1952年才被制造出來(lái)(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,Junction-FET,JFET)。1960年Dawan Kahng發(fā)明了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET),從而大部分代替了JFET,對(duì)電子行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。
導(dǎo)通時(shí)隔離變壓器上的電壓為(1-D)Ui、關(guān)斷時(shí)為DUi,若主功率管S可靠導(dǎo)通電壓為12V,而隔離變壓器原副邊匝比N1/N2為12/[(1-D)Ui]。為保證導(dǎo)通期間GS電壓穩(wěn)定C值可稍取大些。該電路具有以下優(yōu)點(diǎn):①電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,具有電氣隔離作用。當(dāng)脈寬變化時(shí),驅(qū)動(dòng)的關(guān)斷能力不會(huì)隨著變化。②該電路只需一個(gè)電源,即為單電源工作。隔直電容C的作用可以在關(guān)斷所驅(qū)動(dòng)的管子時(shí)提供一個(gè)負(fù)壓,從而加速了功率管的關(guān)斷,且有較高的抗干擾能力。但該電路存在的一個(gè)較大缺點(diǎn)是輸出電壓的幅值會(huì)隨著占空比的變化而變化。當(dāng)D較小時(shí),負(fù)向電壓小,該電路的抗干擾性變差,且正向電壓較高,應(yīng)該注意使其幅值不超過(guò)MOSFET柵極的允許電壓。當(dāng)D大于0.5時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓正向電壓小于其負(fù)向電壓,此時(shí)應(yīng)該注意使其負(fù)電壓值不超過(guò)MOAFET柵極允許電壓。所以該電路比較適用于占空比固定或占空比變化范圍不大以及占空比小于0.5的場(chǎng)合。使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)需注意靜電防護(hù),防止損壞敏感的柵極。
電極,所有的FET都有柵極(gate)、漏極(drain)、源極(source)三個(gè)端,分別大致對(duì)應(yīng)BJT的基極(base)、集電極(collector)和發(fā)射極(emitter)。除JFET以外,所有的FET也有第四端,被稱為體(body)、基(base)、塊體(bulk)或襯底(substrate)。這個(gè)第四端可以將晶體管調(diào)制至運(yùn)行;在電路設(shè)計(jì)中,很少讓體端發(fā)揮大的作用,但是當(dāng)物理設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路的時(shí)候,它的存在就是重要的。在圖中柵極的長(zhǎng)度(length)L,是指源和漏的距離。寬度(width)是指晶體管的范圍,在圖中和橫截面垂直。通常情況下寬度比長(zhǎng)度大得多。長(zhǎng)度1微米的柵極限制較高頻率約為5GHz,0.2微米則是約30GHz。場(chǎng)效應(yīng)管制造工藝成熟,產(chǎn)量大,成本低,有利于大規(guī)模應(yīng)用。佛山功耗低場(chǎng)效應(yīng)管行價(jià)
使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),應(yīng)注意其溫度特性,避免在高溫或低溫環(huán)境下使用影響其性能。佛山功耗低場(chǎng)效應(yīng)管行價(jià)
場(chǎng)效應(yīng)管與雙極性晶體管的比較:1.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,柵極基本不取電流,而晶體管是電流控制器件,基極必須取一定的電流。因此,在信號(hào)源額定電流極小的情況,應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。2.場(chǎng)效應(yīng)管是多子導(dǎo)電,而晶體管的兩種載流子均參與導(dǎo)電。由于少子的濃度對(duì)溫度、輻射等外界條件很敏感,因此,對(duì)于環(huán)境變化較大的場(chǎng)合,采用場(chǎng)效應(yīng)管比較合適。3.場(chǎng)效應(yīng)管除了和晶體管一樣可作為放大器件及可控開(kāi)關(guān)外,還可作壓控可變線性電阻使用。4.場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極在結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱的,可以互換使用,耗盡型MOS管的柵——源電壓可正可負(fù)。因此,使用場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管靈活。佛山功耗低場(chǎng)效應(yīng)管行價(jià)