V-FET hay MOSFET công suất

V-FET hay MOSFET công suất

MOSFET công suất thường được xây dựng theo cấu hình V được biểu diễn như trong hình trên. Đó là lý do tại sao nó còn được gọi là V-MOSFET hay V-FET. Cắt hình chữ V thâm nhập từ bề mặt thiết bị gần như đến đế thông qua các lớp N+, P và N~. Các lớp N+ được pha tạp mạnh, vật liệu điện trở thấp, trong khi lớp N~ là vùng có độ pha tạp cao, pha tạp nhẹ. Lớp điện môi silicon dioxide bao phủ cả bề mặt ngang và bề mặt cắt V. Cổng cách nhiệt là màng kim loại lắng đọng trên Si02 trong mặt cắt V. Các cực nguồn liên lạc với các lớp và P phía trên thông qua lớp Si02. Chất nền N+là cực của thiết bị.

V-MOSFET là FET chế độ E và không có kênh nào tồn tại giữa cống và nguồn cho đến khi cổng dương đối với nguồn. Khi tạo cổng dương đối với nguồn, kênh loại N được hình thành gần cổng, như trong trường hợp của E-MOSFET . Trong trường hợp này, kênh loại N cung cấp đường dẫn thông thường cho các hạt mang điện di chuyển giữa chất nền N+ (tức là cống) và chấm dứt nguồn N+. Khi VGS bằng 0 hoặc âm, không có kênh nào tồn tại và dòng thoát bằng không.

Các đặc tính thoát và truyền cho MOSFET công suất kênh N chế độ nâng cao tương tự như các đặc tính của E-MOSFET, như được minh họa trong hình. Với sự gia tăng điện áp cổng, điện trở kênh bị giảm và do đó dòng thoát ID tăng. Do đó dòng xả ID có thể được điều khiển bằng điều khiển điện áp cổng sao cho với một mức VGS nhất định , ID vẫn không đổi trong phạm vi rộng với điện áp .

Cực cổng ở dưới cùng của V-MOSFET (thay vì ở bề mặt trên cùng) có thể có diện tích lớn cho bất kỳ kích thước nào của thiết bị. Điều này cho phép tiêu tán năng lượng lớn hơn nhiều so với của MOSFET có cả cống và nguồn ở bề mặt.

V-MOSFET có độ dài kênh được xác định bởi quá trình khuếch tán, trong khi ở các MOSFET khác, độ dài kênh phụ thuộc vào kích thước của ảnh che được sử dụng trong quá trình khuếch tán. Bằng cách kiểm soát mật độ pha tạp và thời gian khuếch tán, các kênh ngắn hơn có thể được tạo ra nhiều hơn có thể với mặt nạ kiểm soát độ dài kênh. Các kênh ngắn hơn này cho phép mật độ dòng nhiều hơn điều này một lần nữa góp phần vào sự tiêu tán năng lượng lớn hơn. Độ dài kênh ngắn hơn cũng cho phép đạt được độ xuyên sáng gmlớn hơn trong V-FET và cải thiện đáng kể đáp ứng tần số và thời gian chuyển mạch của thiết bị.

Một yếu tố rất quan trọng khác của MOSFET là sự hiện diện của lớp N ~ epiticular pha tạp nhẹ gần với đế N+. Khi bằng 0 hoặc âm và cống có giá trị dương đối với nguồn, đường giao nhau giữa lớp P và lớp N ~ bị phân cực ngược. Vùng cạn kiệt tại ngã ba xâm nhập sâu vào lớp N~ và do đó việc đột nhập từ cống đến nguồn được tránh. Vì vậy, VDS tương đối cao có thể được sử dụng mà không sợ bị hỏng thiết bị.

V-MOSFE kênh P cũng có sẵn. Các đặc điểm của chúng tương tự như các MOSFET kênh N, ngoại trừ các dòng và các cực điện áp được đảo ngược.