电源基础知识 MOSFET结构

BOSHIDA电源模块 电源基础知识 MOSFET结构
制造MOSFET器件的挑战在于，需要通过施加在绝缘栅极上电压的影响，将半导体材料的极性反转，从而在源极和漏极之间形成一个导电沟道。现在有几种方法可以实现，通过单元晶胞结构横截面可以很好地说明这个过程，如图3.11所示:

可以看到，漏极金属接触在图中右上方的n+区域，并且穿过它到达横向延伸穿过整个单元的n区域。源极金属接触左上方的n+区域和p区域，并且在栅极的影响下，导电沟道将在p区域中形成。栅极上的正电压将使p区域表面从p反转为n,由此形成源极和漏极之间导通流通路径。请注意，p区和n区之间的连接点处形成了体二极管，当源极相对于漏极电压为正时，这会允许源极和漏极之间的仍然会导通。该图显示了单个晶胞单元的横截面，但是其导通阻抗具有正温度系数的特性，可以允许多个晶胞并联并具有良好的均流能力。这是因为如果电流局部集中于某个地方，局部加热将增加导通电阻，从而自动减少该部分流经的电流。此特性非常有用，因为它允许MOSFET制作过程中将具有数千个单元进行并联以得到大电流器件。
该结构的底层，也即衬底，在分立的MOSFET中被制成n+，漏极电流垂直向下流到安装表面，这样总的导通阻抗最小。当MOSFET被制造为集成结构时(如封装在控制器中),衬底则被制成p型以将其与电路的其余部分相隔离，并且漏极电流横向流动到其与顶表面上的漏极接触的位置，这样给漏极电流增加更长的电阻路径(导通阻抗增加)。
尽管这种结构描述是针对N沟道MOSFET的，但是以类似的技术方式可以制造出互补型的P沟道器件，只是其中半导体区域的极性相反而已。

审核编辑黄宇