Mosfet транзистор. Конструкции мощных mosfet (sipmos, hexfet) транзисторов

Конструкции мощных MOSFET (SIPMOS, HEXFET) транзисторов

В последние четверть века сильное развитие получили мощные полевые транзисторы, в основном МДП-типа.

Они состоят из множества параллельных маломощных структур или из структур с разветвлённой конфигурацией затвора.

В СССР впервые такие приборы были созданы специалистами НИИ «Пульсар» Бачуриным В. В. (кремниевые приборы) и Ваксембургом В. Я. (арсенид-галлиевые приборы). Исследование их импульсных свойств было выполнено научной школой проф. Дьяконова В. П. (Смоленский филиал МЭИ).

Мощные ключевые (импульсные) полевые транзисторы со специальными структурами имеют высокие рабочие напряжения и токи (раздельно до 500-1000 В и 50-100 А).

Такие приборы управляются малыми (до 5 В) напряжениями, имеют малое сопротивление в открытом состоянии (до 0,01 Ом) у сильноточных приборов, высокую крутизну и малые (в единицы-десятки нс) времена переключения.

У них отсутствует явление накопления носителей в структуре и явление насыщения, присущее биполярным транзисторам. Благодаря этому мощные полевые транзисторы успешно вытесняют мощные биполярные транзисторы в области силовой электроники малой и средней мощности.

Фирмы производители: International Rectifier, Motorola, Siemens, Ixys, Mitsubishi

Планарный MOSFET транзистор с горизонтальным каналом, изготовленный методом литографии (рис.11.1 б) имеет ряд недостатков.

Сопротивление канала пропорционально длине канала а крутизна стоко-затворной характеристики обратно пропорциональна длине.

Кроме того короткий канал позволяет сократить размеры транзистора. На смену горизонтальному каналу пришел MOSFET с вертикальным каналом (рис.11.1а) и его разновидность V- образный МОП (рис.11.1в)

! Отличием от ранее рассмотренных структур является наличие легированной области для создания канала.

Положительное напряжение на затворе относительно стока вызывает инверсию p- области (индуцированный канал n –типа).

Недостатком структуры является наличие (рис.11.1а) сопутствующей “паразитной” биполярной структуры – n+ исток (Э), p-канальная область (Б) и n^- n+ - стоковая область (К).

Существует вероятность пробоя биполярной структуры.

Уменьшение влияния ” биполярной структуры”- соединения эмиттера и базы металлическим электродом истока на поверхности MOSFET (перекрытие n+ и p областей).

Рис. 11.1 Структуры мощных FET транзисторов, а - вертикальный канал; б - горизонтальный канал;в – V образный с вертикальным каналам.

Остается в структуре внутренний диод - p-канальная область и n^- n+ - стоковая область. УГО MOSFET на рис.11.2

Рис. 11.2 УГО MOSFET

Дата добавления: 2014-01-20