Как подбираются пороговые напряжения мдп транзисторов

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПОРОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ДМОП-ТРАНЗИСТОРОВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Гаврушко В.В., Ласткин В.А., Фирсова Т.А.

Исследовано влияние концентрации примеси в подложке и типа легирующей примеси поликремниевого затвора на пороговое напряжение кремниевых ДМОП-транзисторов с индуцированным n -каналом. Показано, что увеличение средней концентрации примеси в подложке на 50% позволило повысить пороговое напряжение транзистора более чем на 30%. Однако при этом наблюдался рост сопротивления канала транзистора, что повлекло за собой уменьшение тока стока примерно на 25%. Установлено влияние типа проводимости поликремниевого затвора на величину порогового напряжения транзистора. Показано, что замена фосфора на бор при легировании поликремниевого затвора позволяет увеличить пороговое напряжение примерно на 25%. При этом ток стока транзисторов не изменялся, что может представлять практический интерес при разработке помехозащищенных ключей на полевых транзисторах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Гаврушко В.В., Ласткин В.А., Фирсова Т.А.

ВЛИЯНИЕ КВАНТОВАНИЯ НОСИТЕЛЕЙ В ПОЛИКРЕМНИЕВОМ ЗАТВОРЕ НА СДВИГ ПОРОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРА

Кремниевые дмдп-транзисторы с изолированным затвором и индуцированным р-каналом
ЛАТЕРАЛЬНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ НАНОСТРУКТУР АМОРФНОГО КРЕМНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИЛИЦИДА НИКЕЛЯ
АНАЛИЗ СРЕДСТВАМИ TCAD ТОКОВ УТЕЧКИ 45 НМ МОП ТРАНЗИСТОРНОЙ СТРУКТУРЫ С HIGH-K ДИЭЛЕКТРИКОМ

Влияние подзатворного диэлектрика на вольт-амперные характеристики транзистора с каналом на основе графеносодержащей пленки

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD FOR INCREASING THRESHOLD VOLTAGE OF SILICON DMOS TRANSISTORS

The effect of the impurity concentration in the substrate and the type of dopant in a polysilicon gate on the threshold voltage of silicon DMOS transistors with an induced n-channel has been investigated. It is shown that an increase in the average impurity concentration in the substrate by 50% makes it possible to increase the threshold voltage of the transistor by more than 30%. However, at the same time, an increase in the resistance of the transistor channel is observed, which entails a decrease in the drain current by about 25%. The influence of the conductivity type of the polysilicon gate on the threshold voltage of the transistor has been determined. It is shown that replacing phosphorus with boron when doping a polysilicon gate allows increasing the threshold voltage by about 25%. In this case, the drain current of the transistors does not change, which may be of practical interest in the development of noise-immune switches based on field-effect transistors.

Текст научной работы на тему «СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПОРОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ДМОП-ТРАНЗИСТОРОВ»

УДК 621.382.323 DOI: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).15-18

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПОРОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ДМОП-ТРАНЗИСТОРОВ

В.В.Гаврушко, В.А.Ласткин*, Т.А.Фирсова*

METHOD FOR INCREASING THRESHOLD VOLTAGE OF SILICON DMOS TRANSISTORS

V.V.Gavrushko, V.A.Lastkin*, T.A.Firsova*

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, Gawrushko@mail.natm.ru *ОАО «ОКБ-Планета», Великий Новгород, LastkinVA@okbplaneta.ru

Исследовано влияние концентрации примеси в подложке и типа легирующей примеси поликремниевого затвора на пороговое напряжение кремниевых ДМОП-транзисторов с индуцированным n-каналом. Показано, что увеличение средней концентрации примеси в подложке на 50% позволило повысить пороговое напряжение транзистора более чем на 30%. Однако при этом наблюдался рост сопротивления канала транзистора, что повлекло за собой уменьшение тока стока примерно на 25%. Установлено влияние типа проводимости поликремниевого затвора на величину порогового напряжения транзистора. Показано, что замена фосфора на бор при легировании поликремниевого затвора позволяет увеличить пороговое напряжение примерно на 25%. При этом ток стока транзисторов не изменялся, что может представлять практический интерес при разработке помехозащищенных ключей на полевых транзисторах.

Ключевые слова: ДМОП-транзистор, индуцированный канал, пороговое напряжение, легирующая примесь, поликремниевый затвор

Для цитирования: Гаврушко В.В., Ласткин В.А., Фирсова Т.А. Способ повышения порогового напряжения кремниевых ДМОП-транзисторов // Вестник НовГУ. Сер.: Технические науки. 2021. №4( 125). С. 15-18. DOI: https://doi. org/10.34680/2076-8052.2021.4(125). 15-18

The effect of the impurity concentration in the substrate and the type of dopant in a polysilicon gate on the threshold voltage of silicon DMOS transistors with an induced n-channel has been investigated. It is shown that an increase in the average impurity concentration in the substrate by 50% makes it possible to increase the threshold voltage of the transistor by more than 30%. However, at the same time, an increase in the resistance of the transistor channel is observed, which entails a decrease in the drain current by about 25%. The influence of the conductivity type of the polysilicon gate on the threshold voltage of the transistor has been determined. It is shown that replacing phosphorus with boron when doping a polysilicon gate allows increasing the threshold voltage by about 25%. In this case, the drain current of the transistors does not change, which may be of practical interest in the development of noise-immune switches based on field-effect transistors.

Keywords: DMOS transistor, induced channel, threshold voltage, doping impurity, polysilicon gate

For citation: Gavrushko V.V., Lastkin V.A., Firsova T.A. Method for increasing the threshold voltage of silicon DMOS transistors // Vestnik NovSU. Issue: Engineering Sciences. 2021. №4(125). P.15-18. DOI: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).15-18

МДП-транзисторы находят широкое применение в современной энергетической электронике. Главные области применения мощных МДП-транзисторов — электрические приводы переменного тока, преобразователи частоты для электротехнических установок, источники вторичного электропитания и т. п. [1]. По сравнению с другими полупроводниковыми приборами, такими как биполярные транзисторы и тиристоры, они обладают малыми временами переключения (1-10 нс против 1 мкс у биполярных приборов) и вследствие этого малыми потерями на переключение, а также характеризуются более высокими рабочими напряжениями и температурами.

Наибольшую популярность среди МДП-транзисторов получили транзисторы с каналом n-типа в силу большей подвижности носителей заряда в канале. Среди них в последнее время в качестве эффективных ключей хорошо зарекомендовали себя вертикальные ДМДП-структуры (или ДМОП-транзисторы), где сток транзистора находится с обратной стороны кристалла (рис.1). Канал в таких транзисторах создаётся методом двойной диффузии в одно и то же окно: сначала формируется р-карман (подложка), а затем п+-карман (область истока) [2]. Как видно из рис.1,

ток внутри ДМОП-транзистора сначала протекает горизонтально, а затем вертикально — по эпитакси-альному слою (области дрейфа) стока. Современные ДМОП-структуры имеют многоячеистую (многоканальную) конструкцию, где каждая ячейка представляет собой отдельный элементарный полевой транзистор. Все ячейки соединяются между собой параллельно алюминиевой металлизацией.

Рис.1. Вид поперечного сечения элементарной ячейки вертикального ДМДП-транзистора с п-каналом

Как показано на рис.1, канал транзистора образуется в зазоре между двумя карманами р- и п+-типа путём подачи положительного напряжения на поликремниевый затвор, который лежит непосредственно на тонком подзатворном диэлектрике. При этом ток в канале появляется только при подаче на затвор определённого значения напряжения, которое называется пороговым.

Пороговое напряжение является одним из важнейших электрических параметров полевых транзисторов. При подаче порогового напряжения ипор на затвор в р-кармане (подложке) возникает инверсия при выполнении условия [3]:

где Фпов — поверхностный потенциал, являющийся мерой изгиба энергетических зон, и представляет собой потенциал на кремнии у поверхности, измеренный от уровня Ферми Е^ в собственном кремнии; Ф_р — потенциал Ферми.

Выражение для порогового напряжения МОП-транзистора имеет вид [4]:

где Мпс — плотность поверхностных состояний;

_ ( е51 х -о х 2фр

— ширина обеднённого слоя;

2.11. Пороговое напряжение мдп транзистора

Пороговым напряжением МДП транзистора называется такое напряжение на затворе, при котором концентрация подвижных носителей, индуцированных в инверсном канале под затвором, равна концентрации примеси в подложке. Принимается, что проводимость в индуцированном канале появляется после того, как потенциал на поверхности достигнет потенциала инверсии. Для n-канального транзистора на p-подложке с концентрацией акцепторовпотенциал инверсиии (2.9) примет вид

.

Здесь – заряд подвижных носителей в канале, а– заряд акцепторов:

где – ширина ОПЗ под инверсным каналом,– диэлектрическая проницаемость кремния в отличие отдля.

Обычно пренебрегают зависимостью заряда поверхностных состояний от поверхностного потенциала, считая, что этот заряд уже учтен в напряжении плоских зон. Используя (17) с , можно получить

.

Пороговое напряжение

(2.11)

Линейная зависимость описывается емкостью подложки

, где — ширина ОПЗ в подложке

(2.12)

— линейный коэффициент влияния подложки.

2.12. Вольт-амперная характеристика мдп транзистора

Выражение для дрейфового тока стока может быть получено интегрированием исходного равенства

в пределах от на истоке придона стоке при– длина канала,– ширина канала. В таком выражении– часть поверхностного потенциала, создаваемая стоковым напряжением. Стоковый потенциал создает тянущее поле для электронов и одновременно уменьшает заряд электронов вдоль канала тем, что увеличивает потенциал канала и поэтому уменьшает напряжение между затвором и каналом. Кроме этого, потенциал канала увеличивает заряд акцепторов под каналом.

, .

Используя понятие линейного коэффициента влияния подложки , имеем

,

здесь определяется уже выражением (2.12). Интегрирование дает в крутой области

(2.13)

Граница крутой и пологой областей, когда вблизи стока

и в пологой области

, (2.14)

удельная крутизна

Подложка действует вполне аналогично затвору в полевом транзисторе с управляющим p-nпереходом. Обратное напряжение на переходе исток-подложкарасширяет ОПЗ под каналом и подзапирает канал, индуцированный полем основного, изолированного затвора.

На рис. 26 показаны типичные вольтамперные характеристики МОП транзистора в крутой и пологой областях.

2.13. Конструктивные разновидности мдп транзисторов

За сорокалетие развития технологии МДП схем конструкции и технология МДП транзисторов претерпели существенные изменения. Сформировались несколько самостоятельных научно-технических направлений разработки и применения МДП транзисторов. Среди них:

• Мощные транзисторы,
• Элементы сверхбольших интегральных схем,
• Элементы запоминающих устройств.

Некоторые конструктивно-технологические направления требуют хотя бы краткого обсуждения, поскольку они представляют общетехнический интерес. Рис. 26.Типичные ВАХ МОП транзистора в крутой и пологой областях Параметры транзистора: = 0.1 мА/В 2 , = 0.7 В,= 0.5 В, = 0.3.

2.13.1. Мощные моп транзисторы

Мощные МОП транзисторы составляют отдельное направление силовой полупроводниковой электроники. На рис.27 представлена структура мощного вертикального IGBJтранзистора, который представляет собой объединение входного транзистора с изолированным затвором и выходного биполярного транзистора, ток истока входного транзистора подается в базу мощного выходного транзистора. Малая длина канала, большая крутизна и ток сочетаются с большим допустимым напряжением на коллекторе и стоке, т.к. область обеднения распространяется в слаболегированнуюn–область и большое напряжение на стоке не вызывает смыкания канала и лавинного пробоя. Рис. 27. Структура и эквивалентная схема IGBJ транзистора E, S — эмиттер BJ и исток IG транзистора; C, D — коллектор BJ и сток IG транзистора; G – затвор IG транзистора.

Полевой транзистор

Часть 2. Полевой транзистор с изолированным затвором MOSFET

Полевой транзистор с изолированным затвором – это транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление (у некоторых моделей оно достигает 10 17 Ом).

Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого транзистора с управляющим PN-переходом, основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора.

В соответствии со своей физической структурой, полевой транзистор с изолированным затвором носит название МОП-транзистор (Металл-Оксид-Полупроводник), или МДП-транзистор (Металл-Диэлектрик-Полупроводник). Международное название прибора – MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor).

МДП-транзисторы делятся на два типа – со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В каждом из типов есть транзисторы с N–каналом и P-каналом.

Устройство МДП-транзистора (MOSFET) с индуцированным каналом.

На основании (подложке) полупроводника с электропроводностью P-типа (для транзистора с N-каналом) созданы две зоны с повышенной электропроводностью N + -типа. Все это покрывается тонким слоем диэлектрика, обычно диоксида кремния SiO₂. Сквозь диэлектрический слой проходят металлические выводы от областей N + -типа, называемые стоком и истоком. Над диэлектриком находится металлический слой затвора. Иногда от подложки также идет вывод, который закорачивают с истоком

Работа МДП-транзистора (MOSFET) с индуцированным каналом N-типа.

Подключим напряжение любой полярности между стоком и истоком. В этом случае электрический ток не пойдет, поскольку между зонами N + находиться область P, не пропускающая электроны. Далее, если подать на затвор положительное напряжение относительно истока U_зи, возникнет электрическое поле. Оно будет выталкивать положительные ионы (дырки) из зоны P в сторону подложки. В результате под затвором концентрация дырок начнет уменьшаться, и их место займут электроны, притягиваемые положительным напряжением на затворе.

Когда U_зи достигнет своего порогового значения, концентрация электронов в области затвора превысит концентрацию дырок. Между стоком и истоком сформируется тонкий канал с электропроводностью N-типа, по которому пойдет ток I_си. Чем выше напряжение на затворе транзистора U_зи, тем шире канал и, следовательно, больше сила тока. Такой режим работы полевого транзистора называется режимом обогащения.

Принцип работы МДП-транзистора с каналом P–типа такой же, только на затвор нужно подавать отрицательное напряжение относительно истока.

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) МДП-транзистора с индуцированным каналом.

ВАХ полевого транзистора с изолированным затвором похожи на ВАХ полевого транзистора с управляющим PN-переходом. Как видно на графике а), вначале ток I_си растет прямопропорционально росту напряжения U_си. Этот участок называют омическая область (действует закон Ома), или область насыщения (канал транзистора насыщается носителями заряда ). Потом, когда канал расширяется почти до максимума, ток I_си практически не растет. Этот участок называют активная область.

Когда U_си превышает определенное пороговое значение (напряжение пробоя PN-перехода), структура полупроводника разрушается, и транзистор превращается в обычный проводник. Данный процесс не восстановим, и прибор приходит в негодность.

Устройство МДП-транзистора (MOSFET) со встроенным каналом.

Физическое устройство МДП-транзистора со встроенным каналом отличается от типа с индуцированным каналом наличием между стоком и истоком проводящего канала.

Работа МДП-транзистора (MOSFET) со встроенным каналом N-типа.

Подключим к транзистору напряжение между стоком и истоком Uси любой полярности. Оставим затвор отключенным (U_зи = 0). В результате через канал пойдет ток I_си, представляющий собой поток электронов.

Далее, подключим к затвору отрицательное напряжение относительно истока. В канале возникнет поперечное электрическое поле, которое начнет выталкивать электроны из зоны канала в сторону подложки. Количество электронов в канале уменьшиться, его сопротивление увеличится, и ток I_си уменьшиться. При повышении отрицательного напряжения на затворе, уменьшается сила тока. Такое состояние работы транзистора называется режимом обеднения.

Если подключить к затвору положительное напряжение, возникшее электрическое поле будет притягивать электроны из областей стока, истока и подложки. Канал расшириться, его проводимость повыситься, и ток I_си увеличиться. Транзистор войдет в режим обогащения.

Как мы видим, МДП-транзистор со встроенным каналом способен работать в двух режимах — в режиме обеднения и в режиме обогащения.

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) МДП-транзистора со встроенным каналом.

Преимущества и недостатки полевых транзисторов перед биполярными.

Полевые транзисторы практически вытеснили биполярные в ряде применений. Самое широкое распространение они получили в интегральных схемах в качестве ключей (электронных переключателей)

Главные преимущества полевых транзисторов

• Благодаря очень высокому входному сопротивлению, цепь полевых транзисторов расходует крайне мало энергии, так как практически не потребляет входного тока.
• Усиление по току у полевых транзисторов намного выше, чем у биполярных.
• Значительно выше помехоустойчивость и надежность работы, поскольку из-за отсутствия тока через затвор транзистора, управляющая цепь со стороны затвора изолирована от выходной цепи со стороны стока и истока.
• У полевых транзисторов на порядок выше скорость перехода между состояниями проводимости и непроводимости тока. Поэтому они могут работать на более высоких частотах, чем биполярные.

Главные недостатки полевых транзисторов

• У полевых транзисторов большее падение напряжения из-за высокого сопротивления между стоком и истоком, когда прибор находится в открытом состоянии.
• Структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре (150С), чем структура биполярных транзисторов (200С).
• Несмотря на то, что полевые транзисторы потребляют намного меньше энергии, по сравнению с биполярными транзисторами, при работе на высоких частотах ситуация кардинально меняется. На частотах выше, примерно, чем 1.5 GHz, потребление энергии у МОП-транзисторов начинает возрастать по экспоненте. Поэтому скорость процессоров перестала так стремительно расти, и их производители перешли на стратегию «многоядерности».
• При изготовлении мощных МОП-транзисторов, в их структуре возникает «паразитный» биполярный транзистор. Для того, чтобы нейтрализовать его влияние, подложку закорачивают с истоком. Это эквивалентно закорачиванию базы и эмиттера паразитного транзистора. В результате напряжение между базой и эмиттером биполярного транзистора никогда на достигнет необходимого, чтобы он открылся (около 0.6В необходимо, чтобы PN-переход внутри прибора начал проводить). Однако, при быстром скачке напряжения между стоком и истоком полевого транзистора, паразитный транзистор может случайно открыться, в результате чего, вся схема может выйти из строя.
• Важнейшим недостатком полевых транзисторов является их чувствительность к статическому электричеству. Поскольку изоляционный слой диэлектрика на затворе чрезвычайно тонкий, иногда даже относительно невысокого напряжения бывает достаточно, чтоб его разрушить. А разряды статического электричества, присутствующего практически в каждой среде, могут достигать несколько тысяч вольт. Поэтому внешние корпуса полевых транзисторов стараются создавать таким образом, чтоб минимизировать возможность возникновения нежелательного напряжения между электродами прибора. Одним из таких методов является закорачивание истока с подложкой и их заземление. Также в некоторых моделях используют специально встроенный диод между стоком и истоком. При работе с интегральными схемами (чипами), состоящими преимущественно из полевых транзисторов, желательно использовать заземленные антистатические браслеты. При транспортировке интегральных схем используют вакуумные антистатические упаковки

Транзистор полевой

В современной цифровой электронике, транзисторы работают, как правило — в ключевом (импульсном) режиме: открыт-закрыт. Для таких режимов оптимально подходят – полевые транзисторы. Название «полевой» происходит от «электрическое поле». Это значит, что они управляются полем, которое образует напряжение, приложенное к управляющему электроду. Другое их название – униполярный транзистор. Так подчеркивается, что используются только одного типа носители заряда (электроны или дырки), в отличии от классического биполярного транзистора. «Полевики» по типу проводимости канала и типу носителей бывают двух видов: n-канальный – носители электроны и p-канальный – носители дырки. Транзистор имеет три вывода: исток, сток, затвор. исток (source) — электрод, из которого в канал входят (истекают) носители заряда, источник носителей. В традиционной схеме включения, цепь истока n-канального транзистора подключается к минусу питания, p-канального — к плюсу питания. сток (drain) — электрод, через который из канала выходят (стекают) носители заряда. В традиционной схеме включения, цепь стока n-канального транзистора подключается к плюсу питания, p-канального — к минусу питания. затвор (gate) — управляющий электрод, регулирует поперечное сечения канала и соответственно ток протекающий через канал. Управление происходит напряжением между затвором и истоком – Vgs. Полевые транзисторы бывают двух основных видов: с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором. С изолированным затвором делятся на: с встроенным и индуцированным каналом. На рис.1 изображены типы полевых транзисторов и их обозначения на схемах.

Транзистор полевой

Транзистор полевой

Рис.1. Типы полевых транзисторов и их схематическое обозначение.

«Полевик» с изолированным затвором и индуцированным каналом

Нас интересуют транзисторы Q5 и Q6. Именно они используются в цифровой и силовой электронике. Это полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом. Их называют МОП (метал-оксид-полупроводник) или МДП (метал-диэлектрик-полупроводник) транзисторами. Английское название MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Таким названием подчеркивается, что затвор отделен слоем диэлектрика от проводящего канала. Жаргонные названия: «полевик», «мосфет», «ключ». Индуцированный канал — означает, что проводимость в нем появляется, канал индуцируется носителями (открывается транзистор) только при подаче напряжения на затвор. В отличии от транзисторов Q3 и Q4 которые тоже МОП транзисторы, но со встроеным каналом, канал всегда открыт, даже при нулевом напряжении на затворе. Схематически, разница между этими двумя типами транзисторов на схемах обозначается сплошной (встроенный) или пунктирной (индуцированный) линией канала. Другое название индуцированного канала – обогащенный, встроенного – обеднённый.

Обратный диод

Технология изготовления МОП транзисторов такова, что образуются некоторые паразитные элементы, в частности биполярный транзистор, включенный параллельно силовым выводам. См. рис.2. Он оказывает негативное влияние на характеристики транзистора, поэтому технологической перемычкой замыкают вывод истока с подложкой (замыкают переход: база-эмиттер, паразитного транзистора), а оставшийся переход: коллектор-база, образует диод, включенный параллельно стоку-истоку, в направлении обратном протеканию тока (в классической схеме включения). Параметры этого диода производители уже могут контролировать, поэтому он не оказывает существенного влияния на работу транзистора. И даже наоборот, его наличие специально используется в некоторых схематических решениях. Именно этот диод (стабилитрон) обозначается на схематическом изображении МОП транзистора, а технологическая перемычка показана стрелкой соединенной с истоком. Существуют и транзисторы без технологической перемычки, на их условном обозначения нет стрелкой. В зависимости от модели транзистора, диод может быть, как и штатный – паразитный, низкочастотный, так и специально добавленный, с заданными характеристиками (высокочастотный или стабилитрон). Это указывается в документации к транзистору. Рис.2. Паразитные элементы в составе полевого транзистора.

Основные преимущества MOSFET

• меньшее потребление, высокий КПД. Транзисторы управляются напряжением, и в статике не потребляют ток управления.
• простая схема управления.Схемы управления напряжением более просты, чем схемы управления током.
• высокая скорость переключения.Отсутствуют неосновные носители. Следовательно не тратится время на их рассасывание. Частота работы сотни и тысячи килогерц
• повышеная теплоустойчивость. С ростом температуры растет сопротивление канала, следовательно понижается ток, а это приводит к понижению температуры. Происходит саморегуляция.

Основные характеристики MOSFET

• Vds(max) – максимальное напряжение сток-исток в закрытом состоянии транзистора
• Rds(on) – активное сопротивление канала в открытом состоянии транзистора. Этот параметр указывают для определенных значений Vgs 10В или 4.5В или 2.5 В при которых сопротивление становится минимальным.
• Vgs(th) – пороговое напряжение при котором транзистор начнет открываться.
• Ids – максимальный постоянный ток через транзистор.
• Ids(Imp) – импульсный (кратковременный) ток, который выдерживает транзистор.
• Ciss, Crss, Coss – емкость затвор-исток (input), затвор-сток (reverse), сток-исток(output).
• Qg – заряд который необходимо передать затвору для переключения.
• Vgs(max) – максимальное допустимое напряжение затвор-исток.
• t(on), t(of) – время переключения транзистора.
• характеристики обратного диода сток-исток ( максимальный ток, падение напряжения, время восстановление)

Что еще нужно знать про полевой транзистор?

P-канальные транзисторы имеют хуже характеристики чем N-канальные. Меньше рабочая частота, больше сопротивление, больше площадь кристалла. Они реже используются и выпускаются в меньшем ассортименте.

МОП транзистор — потенциальный прибор и управляется напряжением (потенциалом), затвор отделен слоем диэлектрика , по сути это конденсатор и через него не протекает постоянный ток, поэтому он не потребляет ток управления в статике, но во время переключения требуется приличный ток для заряда-разряда емкости.

МОП транзистор имеет хоть и не большое, но активное сопротивление в открытом состоянии Rds. Это сопротивление уменьшается с ростом отпирающего напряжения и становится минимальным при определенном напряжении затвор-исток, 4.5В или 10В. По сути – это резистор, сопротивление которого управляется напряжением Vgs.

Схема включения MOSFET

Традиционная, классическая схема включения «мосфет», работающего в режиме ключа (открыт-закрыт), приведена на рис 3. Это схема, с общим истоком. Она наиболее распространена, легка в реализации и имеет самый простой способ управления транзистором.

Нагрузку включают в цепь стока. Встроенный диод, оказывается включенным в обратном направлении и ток через него не протекает.

Для n-канального: исток на землю, сток через нагрузку к плюсу. Тогда для его открытия, на затвор нужно подать положительное напряжение, подтянуть к плюсу питания. При работе от ШИМ (широтно импульсный модулятор), открывать его будет положительный импульс.

Для p-канального: исток на плюс питания, сток через нагрузку на землю. Тогда для его открытия, на затвор нужно подать отрицательное напряжение, подтянуть к минусу питания (земле). При управлении от ШИМ, открывающим будет – отрицательный импульс (отсутствие импульса).

Рис. 3. Классическая схема включения MOSFET в ключевом режиме.

МОП транзистор, в открытом состоянии, будет пропускать ток как от истока к стоку, так и от стока к истоку. Также и нагрузку можно включать как в цепь стока, так и истока. Но при «нестандартном» включении, усложняется управление транзистором, так для n-канального может потребоваться, напряжение выше питания, а для p-канального – отрицательное напряжение ниже земли (двухполярное питание).

МОП транзис торы, используемые в цифровой электронике, делятся на два типа.

1. Мощные силовые – используются в импульсных преобразователях напряжения и в цепях питания.
2. Транзисторы логического уровня – используются как ключи, коммутируют различные сигналы и управляются микросхемами.

Транзисторы бывают в разных корпусах, с разным количеством выводов, часто в одном корпусе объединяют два транзистора.

Сохранить или поделиться статьей —

Другие популярные статьи

Подходит ли MacBook Air на процессоре M1 для игр: тест более 30 игр

Читателей за год: 38467

Помню как писал пост про игры на мак «Какие игры идут на MacBook и iMac?». Это было скорее для себя, хотя играми не особо интересуюсь. В сети пишут, что Mac для игр не подходит, поэтому решил поискать информацию по данному вопросу. Так получилось, что этот пост оказался самым популярным за последний год. Но есть момент в том, что он не затрагивает новую линейку Маков на процессоре М1.

Выключается iPhone при достаточном заряде батареи ~50-60%

Читателей за год: 10553

Чего только не случается со смартфонами: падают, тонут, иногда просто теряются. И все это может стать причиной возникновений неисправностей в смартфоне. Но хороший дефект всегда себя покажет. А что если причина возникновения неисправности неизвестна?

Какие игры идут на MacBook и iMac?

Читателей за год: 10165

Возможно вы готовитесь купить свой первый Mac или уже имеете яблочный девайс, но новичок в компьютерных играх. В любом случае это может удивить вас: Большинство лучших игр доступны на Mac

Сроки, качество и стоимость ремонта в мастерской MacMachine

Быстро, качественно, недорого. Да, такое возможно и Вам не надо выбирать два условия:)

Про качество

Качество кроется в деталях! Но «деталь» в обоих смыслах. Деталь — комплектующая часть для ремонта и деталь — педантичный, скурпулезный подход к процессу, когда важна каждая мелочь.

«Качество — это делать правильно, даже когда никто не смотрит.»

У нас профессиональное, дорогое оборудование для ремонта, опыт с 2004 года и педантичный характер мастера:)

Для ремонта используем только проверенные комплектующие. Там где возможно и рентабельно посоветуем оригинал запчасти Apple. Там где это будет слишком дорого или мак уже снят с поддержки — предложим аналог. Вы сами выбираете что установим в макбук.

Гарантия на работы — до 6 месяцев. Это больше, чем гарантия авторизованного сервисного центра Apple.

Про стоимость

У нас доступные цены на ремонт MacBook, ниже средних. А мы хорошо знаем цены, потому что много сервисных центров Москвы приносят к нам маки на сложный ремонт материнских плат.

Наша специализация — компонентный ремонт материнской платы. Это когда вместо целиковой замены материнской платы, ремонтируется ваша неисправная плата. Перепаиваются сгоревшие детали, восстанавливаются отгнившие дорожки и тд.

Мы успешно ремонтируем 80% материнских плат. Компонентный ремонт платы Macbook — в разы дешевле целиковой замены!

Другая значимая составлящая стоимости ремонта — расходы на сервис и реклама. Основные расходы на сервис это аренда и зарплата сотрудников. Большой сервис или сеть сервисных центров, по определению не сможет ремонтировать дешево. MacMachine — небольшая «семейная» мастерская. Поэтому наши расходы на сервис минимальны.

Расходы на рекламу входят в наценку стоимости услуг, так же как и «бесплатная доставка». У нас почти нет рекламы. Мы не вкладываем сотни тысяч ежемесячно в рекламу. Наша реклама — отзывы клиентов, сарафанное радио и контент в нашем блоге и соцсетях.

Про сроки

Мы быстрый сервис при наличии деталей на ваш ремонт. Средние сроки ремонта: 1-3 дня. Диагностика: 1-2 дня. Первичная диагностика бесплатная. Многие проблемы решаются день — в день.

Клавиатура на эире держится на заклёпках, поэтому заменить ее можно, только вырвав с корнями старую. . .

MacBook Pro 13 A1706 2017 был залит пивом, выполнен компонентный ремонт платы и замена топкейса. . .

Сгоревший защитный диод на разъёме magsafe , причина того, что не заряжается и не работает от зарядки. . .

Airport до и после чистки. . .

Залитый MacBook Pro 13 A1502. . .

Как вы думаете, что с этим шлейфом не так? . .
Previous Next
Что делать если Mac не включается? (видео) Новое в блоге
Проверить статус заказа

Введите номер заказа в формате MM12345 (в английской раскладке):

Популярные теги
Отзывы о мастерской

Спасибо за проделанную работу , в двух сервисах разводили на деньги , а здесь Александр выполнил ремонт меньше чем за сутки и взял с меня в три ! раза меньше денег , чем просили в другом сервисном.

Алена П.

Приносили макбук ретина 2014 после другой мастерской, которые приговорили его к смерти) (неисправен процессор) 1 день ремонта и ноутбук готов) Мастер глубоко погружен в свою работу и знает все тонкости любой неисправности, рекомендую!

Андрей Бородин

Хочу выразить благодарность мастеру Александру т.к. он смог разобраться в проблеме с мои macbook pro 15 2013г. — зависал. До него был в двух сервисах, где приговаривали мат.плату к замене, а у него удалось обойтись ремонтом, что почти в 2 раза дешевле.

xvovax10 x.

Спасибо Александру за то, что спас мой ноутбук от недобросовестных мастеров. Поменяли с Александром клавиатуру, устранили последствия залития и почистили. Все сделали очень быстро, я даже в шоке была. Если вдруг что-то еще случится с моим маком, то сразу

Анна Кручинина

Александр — мастер золотые руки, которому с уверенностью можно доверить здоровье любимых гаджетов.

Дмитрий К.

Отличный сервис по ремонту любой техники эпл. Обращался два раза, оба раза доволен. Всё четко, по делу, и достаточно выгодно! Теперь друзьям рекомендую, они тоже довольны)

Илья К.

Делал чистку от пыли и замену термопасты на MacBook. Работу выполнили за 20 минут, результатом доволен

Илья П.

Сдавал MacBook Pro A1398, стандартная проблема — пропадание изображения при нагрузке. Обращался в несколько спецализированных сервисов Apple, но варианта у них было 2 — менять материнку или прогревать видеочип. При чем ценник был заоблачный. Нашел подробн

Денис