MMIC电路设计中的场效应晶体管(FET)技术介绍 *
场效应晶体管(FETs)的结构和操作
FETs的俯视图,如同俯视MMIC晶圆表面,如图1所示。电流横向流过晶圆表面,从漏极到源极,并在栅极接触下通过。
图1、场效应晶体管(FET)的俯视图
注意,这只是单个栅极FET(或基本单元),并且这种器件,尤其是功率FET,由多个栅极指状物构成(以后我们会更详细地介绍)。
图1中FET的截面图“A-A”如图2所示,FET形成有半导体的低掺杂层,其在晶片表面下方形成导电沟道(channel),如图2(a)所示。沟道通常是n掺杂的,因此存在自由电子以在沟道中传输电流。金属源极和漏极端子通过欧姆接触与该导电沟道接触到半导体的重掺杂层。如果在漏极和源极触点之间放置电压,则电流可以在它们之间流动,直到沟道(channel)中的所有自由电子都传导电流为止。如果栅极端子上的电压为零,则该电流称为漏源饱和电流(IDSS)。这是场效应晶体管的“导通”状态。
可以清晰地看到层状的 CPU 结构,由上到下有大约 10 层,其中**下层为器件层,即是 MOSFET 晶体管。达林顿晶体管哪种好
晶体管的简介及历史如下
11首先从信息传递上来看,使用垂直结构晶体管制造芯片,能够**加快信息的传递速度。这是因为这种晶体管能够将信息在石墨烯基区部分的延迟时间进一步缩短,缩短的效果为原先标准的一千倍以上,能够取得如今大的进步,这是非常不易的。
11除此之外,运用这种垂直结构的晶体管制造芯片,还将在芯片体积大小等其他方面提升芯片的性能,总之有了这款***技术的晶体管材料,我国在芯片领域的研究又将获得重要的支撑。
徐州功率晶体管提出了使用p-n 结面制作接面晶体管的方法,称为双极型晶体管。
场效应晶体管(FET)的截面图,其中(a)栅极为0V,(b)栅极为-0.5V,(c)栅极为-1.0V,相对于源极电压。由于栅极上没有电压,电流可以从漏极流向源极。栅极上的负电压很小,电流减小。栅极上的负电压很大,电流停止,晶体管关闭(称为夹断,因为沟道被夹紧闭合)。
如果相对于源极电压(Vgs)的小负电压施加到栅极端子,如图2(b)所示,沟道内的带负电的电子将从栅极和沟道(channel)的一个区域排斥,被称为耗尽区中的自由电子耗尽。耗尽其自由电子的一些沟道(channel)的效果是*沟道(channel)的底部具有自由电子来传输电流,因此流过沟道(channel)的比较大电流减小。如果如图2(c)所示将更大的负电压施加到栅极端子(Vgs),则电子甚至更远离栅极被排斥,并且耗尽区域一直延伸穿过沟道。当耗尽区一直延伸穿过沟道时,没有自由电子携带电流;此时可以说FET被夹断,发生这种情况的栅极电压称为夹断电压(pinch-off voltage (VP))。当栅极电压(Vgs)设置为或低于夹断电压时,则FET处于“关断”状态。
FinFet晶体管
平面晶体管主导了整个半导体工业很长一段时间。但随着尺寸愈做愈小,传统的平面晶体管出现了短通道效应,特别是漏电流,这类使得元件耗电的因素。尤其是当晶体管的尺寸缩小到25nm以下,传统的平面场效应管的尺寸已经无法缩小。在这种情况下,FinFET出现了。FinFET也被称为鳍式场效应晶体管,这是一种立体的场效应管。FinFET的主要是将场效应管立体化。
第一种FinFET晶体管类型称为“耗尽型贫沟道晶体管”或“ DELTA”晶体管,该晶体管由日立**研究实验室的Digh Hisamoto,Toru Kaga,Yoshifumi Kawamoto和Eiji Takeda于1989年在日本***制造。但目前所用的FinFet晶体管则是由加州大学伯克利分校胡正明教授基于DELTA技术而发明,属于多闸极电晶体。
***看晶体管的集电极,在电子管的位置就叫做阳极。
1) 基极有电流流动时。由于B极和E极之间有正向电压,所以电子从发射极向基极移动,又因为C极和E极间施加了反向电压,因此,从发射极向基极移动的电子,在高电压的作用下,通过基极进入集电极。于是,在基极所加的正电压的作用下,发射极的大量电子被输送到集电极,产生很大的集电极电流。
(2)基极无电流流动时。在B极和E极之间不能施加电压的状态时,由于C极和E极间施加了反向电压,所以集电极的电子受电源正电压吸引而在C极和E极之间产生空间电荷区,阻碍了从发射极向集电极的电子流动,因
而就没有集电极电流产生。
综上所述,在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极电流,这就是三极管的电流放大作用。此外,三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止,这就是三极管的开关作用(开关特性)。
单结晶体管的e、b1极之间,相当于一个受发射极电压Ue控制的开关,故可以用来作振荡元件。型号晶体管报价
该工艺是在Si半导体芯片上通过氧化、光刻、扩散、离子注入等一系列流程,制作出晶体管和集成电路。达林顿晶体管哪种好
单结晶体管电路特性
在上面的等效电路中,单结晶体管两个基极之间的电阻称作“基极电阻”,基极电阻的阻值等于***基极与发射极之间的电阻RB1和第二基极与发射极之间的电阻RB2值之和。其中,RB1的阻值随着发射极E的电流变化而变化,而RB2的阻值不受发射极电流的影响。
在两个基极之间施加一定的电压VBB,则A点电压VA=[RB1/(RB1+RB2)]VBB=(RB1/RBB)VBB=ηVBB;其中η成为分压比,其数值根据不同型号的晶体管一般在0.5到0.9之间。
当发射极电压VE>ηVBB时,发射结处于反偏状态,此时晶体管截止;
当发射极电压VE<ηVBB+二极管管压降VD时,PN结处于正向导通状态,RB1的阻值迅速减小,VE会随之下降,此时晶体管出现负阻特性,晶体管由截止进入负阻特性的临界点称为“峰点”;
随着发射极E电流的上升,发射极电压VE会不断下降,当下降到一个点之后便不再下降,这个点称为“谷点”;
单结晶体管的型号命名方式
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