防止絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管擊穿的解決方法-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-11-19
防止絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管擊穿：絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的種類(lèi)較多，有PMOS、NMOS和VMOS功率管等，但目前應(yīng)用最多的是MOS管。MOS絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管也即金屬一氧化物一半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，通常用MOS表示，簡(jiǎn)稱(chēng)作MOS管。
它具有比結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管更高的輸入阻抗（可達(dá)1012Ω以上），并且制造工藝比較簡(jiǎn)單，使用靈活方便，非常有利于高度集成化。
絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)電機(jī)理是，利用UGS 控制“感應(yīng)電荷”的多少來(lái)改變導(dǎo)電溝道的寬窄，從而控制漏極電流ID。
若UGS=0時(shí)，源、漏之間不存在導(dǎo)電溝道的為增強(qiáng)型MOS管，UGS=0 時(shí)，漏、源之間存在導(dǎo)電溝道的為耗盡型MOS管。
圖中襯底為P型半導(dǎo)體，在它的上面是一層SiO2薄膜、在SiO2薄膜上蓋一層金屬鋁，如果在金屬鋁層和半導(dǎo)體之間加電壓UGS，則金屬鋁與半導(dǎo)體之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)，在這一電場(chǎng)作用下，P型硅表面的多數(shù)載流子-空穴受到排斥，使硅片表面產(chǎn)生一層缺乏載流子的薄層。
同時(shí)在電場(chǎng)作用下，P型半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子-電子被吸引到半導(dǎo)體的表面，并被空穴所俘獲而形成負(fù)離子，組成不可移動(dòng)的空間電荷層（稱(chēng)耗盡層又叫受主離子層）。
UGS愈大，電場(chǎng)排斥硅表面層中的空穴愈多，則耗盡層愈寬，且UGS愈大，電場(chǎng)愈強(qiáng)；
當(dāng)UGS 增大到某一柵源電壓值VT（叫臨界電壓或開(kāi)啟電壓）時(shí)，則電場(chǎng)在排斥半導(dǎo)體表面層的多數(shù)載流子-空穴形成耗盡層之后，就會(huì)吸引少數(shù)載流子-電子，繼而在表面層內(nèi)形成電子的積累，從而使原來(lái)為空穴占多數(shù)的P型半導(dǎo)體表面形成了N型薄層。
由于與P型襯底的導(dǎo)電類(lèi)型相反，故稱(chēng)為反型層。在反型層下才是負(fù)離子組成的耗盡層。這一N型電子層，把原來(lái)被PN結(jié)高阻層隔開(kāi)的源區(qū)和漏區(qū)連接起來(lái)，形成導(dǎo)電溝道。
用圖所示電路來(lái)分析柵源電壓UGS控制導(dǎo)電溝道寬窄，改變漏極電流ID 的關(guān)系：當(dāng)UGS=0時(shí)，因沒(méi)有電場(chǎng)作用，不能形成導(dǎo)電溝道，這時(shí)雖然漏源間外接有ED電源，但由于漏源間被P型襯底所隔開(kāi)，漏源之間存在兩個(gè)PN結(jié)，因此只能流過(guò)很小的反向電流，ID ≈0；當(dāng)UGS》0并逐漸增加到VT 時(shí)，反型層開(kāi)始形成，漏源之間被N溝道連成一體。
這時(shí)在正的漏源電壓UDS作用下；N溝道內(nèi)的多子（電子）產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，從源極流向漏極，形成漏極電流ID。顯然，UGS愈高，電場(chǎng)愈強(qiáng)，表面感應(yīng)出的電子愈多，N型溝道愈寬溝道電阻愈小，ID愈大。
由于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗非常高，這本來(lái)是它的優(yōu)點(diǎn)，但在使用上卻帶來(lái)新的問(wèn)題。
由于輸入阻抗高，當(dāng)帶電荷物體一旦靠近柵極時(shí)，在柵極感應(yīng)出來(lái)的電荷就很難通過(guò)這個(gè)電阻泄放掉，電荷的累積造成了電壓的升高，尤其是在極間電容比較小的情況本下，少量的電荷就會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，以至管子還沒(méi)使用或者在焊接時(shí)就已經(jīng)擊穿或者出現(xiàn)指標(biāo)下降的現(xiàn)象，特別是MOS管，其絕緣層很薄，更易擊穿損壞。
為了避免出現(xiàn)這樣的事故，關(guān)鍵在于避免柵極懸空，也就是在柵源兩極之間必須保持直流通路。通常是在柵源兩極之間接一個(gè)電阻（100K以?xún)?nèi)），使累積電荷不致過(guò)多，或者接一個(gè)穩(wěn)壓管，使電壓不致超過(guò)某一數(shù)值。
在保存時(shí)應(yīng)使3個(gè)電極短路，并放在屏蔽的金屬盒內(nèi);把管子焊到電路上或取下來(lái)時(shí)，也應(yīng)該先將各個(gè)電極短路;安裝測(cè)試時(shí)所用的烙鐵儀器等要有良好的接地，最好拔掉電烙鐵的電源再進(jìn)行焊接。
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