mosfet静态特性

MOSFET的重要特性

（1）为什么E-MOSFET的阈值电压随着半导体衬底掺杂浓度的提高而增大？而随着温度的升高而下降？

【答】E-MOSFET的阈值电压就是使半导体表面产生反型层（导电沟道）所需要加的栅极电压。对于n沟道E-MOSFET，当栅电压使得p型半导体表面能带向下弯曲到表面势ψs≥2ψB时，即可认为半导体表面强反型，因为这时反型层中的少数载流子（电子）浓度就等于体内的多数载流子浓度（～掺杂浓度）；这里的ψB是半导体Fermi势，即半导体禁带中央与Fermi能级之差。阈值电压VT包含有三个部分的电压（不考虑衬偏电压时）：栅氧化层上的电压降Vox；半导体表面附近的电压降2ΨB：抵消MOS系统中各种电荷影响的电压降——平带电压VF。

在阈值电压的表示式中，与掺杂浓度和温度有关的因素主要是半导体Fermi势ψB。当p型半导体衬底的掺杂浓度NA提高时，半导体Fermi能级趋向于价带顶变化，则半导体Fermi势ψB增大，从而就使得更加难以达到ψs≥2ψB的反型层产生条件，所以阈值电压增大。

当温度T升高时，半导体Fermi能级将趋向于禁带中央变化，则半导体Fermi势ψB减小，从而导致更加容易达到ψs≥2ψB的反型层产生条件，所以阈值电

数字集成电路设计

集成电设路计列系第3章 MSFOT物理E特性与1

上一

数字集成电路设计

讲要内容主 :1传.门输用：应始终控，制数据流制控要点如何进：行钟同步；如时何改数据保持时善间

2 MOSF.T空间E构结点：构成I要及MOSCEFT的向结横构和向结纵，构及以此衍由的工艺生 次层和平面版图；MSFOE开T的基本物关理程。

过 .半导3物体理基础要点：半导的体定义特性、、型类；几参个：数掺杂、电阻率迁移率、2

Updta e012.190

数字集成电路设计

上一主讲内要容 :1.传 门输应用始：控终制数，据流控制要点:如进行何钟同时；步如改何数据保善持时

间 .M2SFOE空T结间构要点：构成ICM及OSETF的向横结构和向纵构，结以由及衍此的工生 层艺和次平面版图M;OFETS开关的本基理过程。物

3 半.导物理体础要基点：半体导的定义、特性、类型几；个参：数掺杂电阻、率、迁移率3

Udatp e2101.90

数字集成电路设计

本章概要 述概 导体物理半基础 pn结 MOFSTE物理学 nFE I-VT特 性 尺寸小EF T p FT EI-特V性 FT开E关性特 COM物S理结构 SIPE模型C4

Updaet 210

4.9功率型MOSFET用作开关(THE POWER MOSFET USED AS A SWITCH) 4.9.1概论(Introduction)

虽然场效应电晶体(field-effect transistor FET)应用于电路设计上己有许多年了，而近年来功率型金属氧化半导体场效应电晶体(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor MOSFET)，也己成功地制造出来，并在商业上大量的应用于功率电子的设计上。而此MOSFET的功能需求，更超越了其它的功率组件，工作频率可达20kHz以上，一般都工作于100-200kHz，而不需像双极式功率电晶体有诸般经验上的限制。

当然，如果我们设计转换器工作于100 kHz频率下，比工作于20kHz的频率会有更多的优点，最重要的优点就是能减少体积大小与重量，功率型MOSFET提供设计者一种高速度，高功率，高电压，与高增益的组件，且几乎没有储存时间，没有热跑脱与被抑制的崩溃特性，由于不同的制造厂商会使用不同的技术来制造功率型的FET，因此就会有不同的名称，如HEXFET，VMOS，TMOS等，此乃成为每一公司特有的注册商标。虽然结构上会有所改变而增强了

测试系统静态特性校准实验报告

实验一 测试系统静态特性校准

一.实验目的

1.1 掌握压力传感器的原理 1.2掌握压力测量系统的组成

1.3掌握压力传感器静态校准实验和静态校准数据处理的一般方法 二.实验设备

本实验系统由活塞式压力计，硅压阻式压力传感器，信号调理电路，5位半数字电压表，直流稳压电源和采样电阻组成。图1-1实验系统方框图如下：

实验设备型号及精度

三.实验原理

在实验中，活塞式压力计作为基准器，为压力传感器提供标准压力0~0.6%Mpa信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出的电压信号放大并转换为电流信号。信号处理器输出为二线制,4~20mA信号电源在250 采样电阻上转换为1~5V电压信号，由5位半数字电压表读出。

测试系统静态特性校准实验报告

四.实验操作 4.1操作步骤

（1）用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调至水平。 （2）核对砝码重量及个数，注意轻拿轻放。

（3）将活塞压力计的油杯针阀打开，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，抽满后，将油杯针阀关闭。严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器。

（4）加载砝码至满量程，转动手轮使测量杆标记对齐，再卸压。反复1-2次，以消除压力传感器内部的迟滞。

（5）卸压后，重复（3）并在油杯关闭前记录

特高压线路接地距离继电器静态特性分析刘世明 1,唐永建 2(1.山东大学电气工程学院，山东省济南市经十路 73号，250061) (2烟台东方电子信息产业股份有限公司，山东省烟台市机场路 2号，264000)摘要：特高压输电线路具有显著的分布参数特性，因

1

接地距离继电器特性分析

此线路发生故障时，测量阻抗与故障距离的关系不同于超高压、高压线路故障时的关系，并联电抗器的使用使得情况更加复杂。对于接地距离继电器，为了进行恰当的零序补偿，提出了不同的解决方案。本文通过公式推导、支接阻抗特性仿真等方法，对比分析了这些方案的静态特性。在此基础上，本文提出一种折中的接地距离继电器方案，在计算量和静态精度方面有一定优势。关键词：特高压线路,接地距离继电器,静态特性关键词

根据分析，发生单相故障时，故障相接地继电器的测量电压与测量电流的关系可以用如下公式表示： U = zc1 tanh (γ 1lf ) I I R zc 0 sinh (γ 0lf ) zc1 sinh (γ 1lf ) + I0 I0R zc1 sinh (γ 1lf )

(1)

0引言在高压、超高压输电线路上，距离继电器作为主要的后备保护

金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称全氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在类比电路和数位电路的场效晶体管（field-effect transistor）。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为n-type和p-type的MOSFET，通常又称为NMOSFET和PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。

MOSFET的工作原理

要使增强型N沟道MOSFET工作，要在G、S之间加正电压VGS及在D、S之间加正电压VDS，则产生正向工作电流ID。改变VGS的电压可控制工作电流ID。

若先不接VGS(即VGS＝0)，在D和S极之间加一正电压VDS，漏极D和衬底之间的PN结处于反向，因此漏源之间不能导电。如果在栅极G和源极S之间加一电压VGS。此时可以将栅极和衬底看作电容器的两个极板，而氧化物绝缘层作为电容器的介质。当加上VGS时，在绝缘层和栅极界面上感应出正电荷，而在绝缘层和P型衬底界面上感应出负电荷(如图3)。这层感应的负电荷和P型衬底中的多数载流子(空穴)的极

MOSFET的驱动技术详解

1、简介

MOSFET作为功率开关管，已经是是开关电源领域的绝对主力器件。虽然MOSFET作为电压型驱动器件，其驱动表面上看来是非常简单，但是详细分析起来并不简单。下面我会花一点时间，一点点来解析MOSFET的驱动技术，以及在不同的应用，应该采用什么样的驱动电路。

首先，来做一个实验，把一个MOSFET的G悬空，然后在DS上加电压，那么会出现什么情况呢？很多工程师都知道，MOS会导通甚至击穿。这是为什么呢？因为我根本没有加驱动电压，MOS怎么会导通？用下面的图，来做个仿真：

去探测G极的电压，发现电压波形如下：

G极的电压居然有4V多，难怪MOSFET会导通，这是因为MOSFET的寄生参数在捣鬼。

这种情况有什么危害呢？实际情况下，MOS肯定有驱动电路的么，要么导通，要么关掉。问题就出在开机，或者关机的时候，最主要是开机的时候，此时你 的驱动电路还没上电。但是输入上电了，由于驱动电路没有工作，G级的电荷无法被释放，就容易导致MOS导通击穿。那么怎么解决呢？在GS之间并一个电阻.

那么仿真的结果呢？几乎为0V。

2、驱动能力和驱动电阻

什么叫驱动能力，很多PWM芯片，或者专门的驱动芯片都会说驱动能力，比如384X的驱

MOSFET的驱动技术详解

1、简介

MOSFET作为功率开关管，已经是是开关电源领域的绝对主力器件。虽然MOSFET作为电压型驱动器件，其驱动表面上看来是非常简单，但是详细分析起来并不简单。下面我会花一点时间，一点点来解析MOSFET的驱动技术，以及在不同的应用，应该采用什么样的驱动电路。

首先，来做一个实验，把一个MOSFET的G悬空，然后在DS上加电压，那么会出现什么情况呢？很多工程师都知道，MOS会导通甚至击穿。这是为什么呢？因为我根本没有加驱动电压，MOS怎么会导通？用下面的图，来做个仿真：

去探测G极的电压，发现电压波形如下：

G极的电压居然有4V多，难怪MOSFET会导通，这是因为MOSFET的寄生参数在捣鬼。

这种情况有什么危害呢？实际情况下，MOS肯定有驱动电路的么，要么导通，要么关掉。问题就出在开机，或者关机的时候，最主要是开机的时候，此时你 的驱动电路还没上电。但是输入上电了，由于驱动电路没有工作，G级的电荷无法被释放，就容易导致MOS导通击穿。那么怎么解决呢？在GS之间并一个电阻.

那么仿真的结果呢？几乎为0V。

2、驱动能力和驱动电阻

什么叫驱动能力，很多PWM芯片，或者专门的驱动芯片都会说驱动能力，比如384X的驱

MOSFET的短沟道效应2

第8章 MOSFET的短沟道效应

MOSFET的沟道长度小于3um时发生的短沟道效应较为明显。短沟道效应是由以下五种因素引起的，这五种因素又是由于偏离了理想按比例缩小理论而产生的。它们是：

（1） 由于电源电压没能按比例缩小而引起的电场

增大；

（2） 内建电势既不能按比例缩小又不能忽略； （3） 源漏结深不能也不容易按比例减小； （4） 衬底掺杂浓度的增加引起载流子迁移率的降

低；

（5） 亚阈值斜率不能按比例缩小。 （A） 亚阈值特性

我们的目的是通过MOSFET的亚阈值特性来推断阈值电压到底能缩小到最小极限值。

对于长沟道器件而言，亚阈值电流由下式给出

ID?WL?nCdVt?exp?2?VGS?VT???VDS?1?exp???......(8.1)?Vt??Vt?

也可以写成如下的形式

1

ID?WL?nCdVt?exp?2?VGS?VT???VDS?1?exp????Vt??Vt?

?ID0?VGS???VDS??exp??1?exp?......(8.2)?VVt??t??d式中的C为单位面积耗尽区电容。

Cd??sxd??s2?s2?fpqNa??sqNa4?fp......(8.3)

，在V大于

电力电子

第3 5卷第 6期20 0 1年 1月 2

电力电子技术P E| to i o憎 e rnc c s,

vd 5 No 6 3. De e e . 0 1 c mb r 2 0

功率 MO F T高速驱动电路的研究 SE鲁莉容，李晓帆，蒋(中科技大学，武汉华

平

40 7 ) 3 04

摘要：基于特定情况下对驱动电路特殊的要求，介绍了一种输出电流大、带负载能力强的 MO F T高速驱动 SE电路。对电路的工作特性进行了详细的讨论，并给出了不同频率下该电路的实验结果。 关键词：驱动电路/功率场效应晶体管：带负载能力中圉分类号： N3 6 T 8文献标识码： A文章编号：0 0—10 (0 1 0 0 4—0 10 0 X 20 )6— 0 5 3

R s rhO uc l rv g i ut f o e S E ee c lQ i yD ii r i o w r a l k n C c P MO F TL L -o g U i n,LIXi -a,JANG ig r a fn I o Pnc a h n nvr i S i c n e n l y.Wua 4 0 7,C ia) Hu z o g U ie t o c ne