BOSHIDA電源模塊 電源基礎(chǔ)知識(shí) MOSFET結(jié)構(gòu)

制造MOSFET器件的挑戰(zhàn)在于，需要通過(guò)施加在絕緣柵極上電壓的影響，將半導(dǎo)體材料的極性反轉(zhuǎn)，從而在源極和漏極之間形成一個(gè)導(dǎo)電溝道?，F(xiàn)在有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)單元晶胞結(jié)構(gòu)橫截面可以很好地說(shuō)明這個(gè)過(guò)程，如圖3.11所示:

可以看到，漏極金屬接觸在圖中右上方的n+區(qū)域，并且穿過(guò)它到達(dá)橫向延伸穿過(guò)整個(gè)單元的n區(qū)域。源極金屬接觸左上方的n+區(qū)域和p區(qū)域，并且在柵極的影響下，導(dǎo)電溝道將在p區(qū)域中形成。柵極上的正電壓將使p區(qū)域表面從p反轉(zhuǎn)為n,由此形成源極和漏極之間導(dǎo)通流通路徑。請(qǐng)注意，p區(qū)和n區(qū)之間的連接點(diǎn)處形成了體二極管，當(dāng)源極相對(duì)于漏極電壓為正時(shí)，這會(huì)允許源極和漏極之間的仍然會(huì)導(dǎo)通。該圖顯示了單個(gè)晶胞單元的橫截面，但是其導(dǎo)通阻抗具有正溫度系數(shù)的特性，可以允許多個(gè)晶胞并聯(lián)并具有良好的均流能力。這是因?yàn)槿绻娏骶植考杏谀硞€(gè)地方，局部加熱將增加導(dǎo)通電阻，從而自動(dòng)減少該部分流經(jīng)的電流。此特性非常有用，因?yàn)樗试SMOSFET制作過(guò)程中將具有數(shù)千個(gè)單元進(jìn)行并聯(lián)以得到大電流器件。

該結(jié)構(gòu)的底層，也即襯底，在分立的MOSFET中被制成n+，漏極電流垂直向下流到安裝表面，這樣總的導(dǎo)通阻抗最小。當(dāng)MOSFET被制造為集成結(jié)構(gòu)時(shí)(如封裝在控制器中),襯底則被制成p型以將其與電路的其余部分相隔離，并且漏極電流橫向流動(dòng)到其與頂表面上的漏極接觸的位置，這樣給漏極電流增加更長(zhǎng)的電阻路徑(導(dǎo)通阻抗增加)。

盡管這種結(jié)構(gòu)描述是針對(duì)N溝道MOSFET的，但是以類(lèi)似的技術(shù)方式可以制造出互補(bǔ)型的P溝道器件，只是其中半導(dǎo)體區(qū)域的極性相反而已。