模拟电路设计(9)--- VMOSFET

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了模拟电路设计(9)--- VMOSFET。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

MOS器件虽然漏极电流可以达到数安培,漏源电压可以达到100V以上,但是由于漏源电阻大、频率特性差、硅片面积利用率低等缺点,使得MOSFET在功率上有很大的限制。随着VMOS技术移植到MOS功率器件后,VMOSFET的耐压可达到1000V以上,电流处理能力可达到几百安培。这得益于VMOSFET短沟道、高电阻漏极漂移区和垂直导电电路等特点。VMOSFET具有VVMOS和VDMOS两种结构,下面分别来说说。

VVMOS结构介绍

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VVMOS结构示意图

如上图所示,这种结构是在N+衬底和N-漂移层上,先后进行P型区N+型区两次扩散,然后利用晶体硅的各向异性刻蚀技术,造出V型槽。槽的开口深度由开口宽度决定,槽壁和硅平面成54.7°。漏极从管子背面引出。这种结构改变了MOSFET的电流方向,不再是延表面水平方向流动,而是从N+区域出发,经过与表面成54.7°的N沟道流到N-漂移区,然后垂直的流动到漏极。

VDMOS结构介绍

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VDMOS管结构示意图

VDMOS主要应用在大功率场景,其结构如上图所示,VDMOS的意思是垂直导电双扩散结构,和VVMOS不同,它不利用V型导电槽构成导电沟道,而是利用两次扩散形成的P型区和N+型区,在硅片表面的结深度之差形成导电沟道。电流在沟道内沿表面流动,然后垂直的被漏极接收。下面来详细分析一下。

VDMOS管的衬底是一个N+衬底,其上外延生长一个高阻N-型层,最终形成一个N-漂移层,该层的电阻率和外延厚度决定了器件的耐压水平。在N-外延上经过P型和N型两次扩散,形成了N+_N-_P_N+的结构,这样两次扩散深度差形成的P体区就形成了一个MOS栅结构。栅极零偏压时,阻隔图中电流Id通过。当栅极正偏压超过开启电压Vt时,沟道由P型区变成N+型,整个器件处于导通状态。由于依靠N沟道来导电,所以成为N沟道VDMOS管。反之,就是P沟道VDMOS管。由于电子的迁移率比空穴高三倍左右,N沟道的工艺比较常用,相反P沟道器件的成本价格就会比较高。

VMOSFET的优点总结

说了那么多VMOSFET的结构原理,下面来说说我们使用VMOSFET到底有什么优点。

1. 高输入阻抗、低驱动电流

2. 开关速度快、高频特性好

3. 负电流温度系数、热稳定性好,不会导致温度越高,载流子运动越快,从而导致温度继续升高的恶性循环。如下图所示。

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VMOS负温度系数示意图

4. 安全工作区域大,得益于VMOSFET的负温度系数,其不存在局部热点和电流集中等问题,只要设计合理,可以避免二次击穿。如下图。

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VMOS的安全工作区示意图

5. 高线性化跨导Gm:由于VMOS器件的沟道比传统MOS管更短,当Vgs上升到一定值后,Gm就保持不变,出现沟道饱和效应,如下图所示。

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VMOS高线性跨导示意图

6. 几乎线性的转移特性,放大信号时失真极小,如下图所示。

模拟电路设计(9)--- VMOSFET

VMOS转移特性比较示意图

另外整理了一些电子工程类的资料,分享给大家,目前有模拟电路、单片机、PCB设计、FPGA、EMC、物联网、Linux相关学习资料,还有针对大学生的资料包,后续还会有更多资料分享给大家,助力大家学习,成就梦想~

博主福利:免费获取电子工程类资料https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?__biz=MzkzOTM5NTE0OQ==&action=getalbum&album_id=2532293941282209792#wechat_redirect文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-464133.html

到了这里,关于模拟电路设计(9)--- VMOSFET的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 模拟电路设计(14)---三点式振荡器

    常用三点式振荡器 晶体三极管其增益适中、工作频带宽、体积小巧,实际电路设计中常用来构成简洁可靠的三点式LC振荡器,是各种振荡器的主流电路。其交流等效电路组态见下图: 三点式振荡器交流等效电路 上图所示三点式LC振荡器的交流等效电路,与实际原理图不同,是

    2024年02月11日
    浏览(31)
  • 模拟CMOS集成电路设计入门学习(3)

    共源极 (1)采用电阻负载的共源极 电路的大信号和小信号的特性我们都需要研究。{电路的 输入阻抗 在 低频 时非常高} ①从0开始增大, 截止 ,; ②接近时,开始 导通 ,电流流经使减小; ③进一步增大,也变大但还小于时,NMOS管仍处于 饱和区 ,直到 即=时( 预夹断 )

    2024年02月07日
    浏览(38)
  • 【模拟CMOS集成电路设计】学习笔记(一)

      持续更新,若有后续更新,更新链接将附于文末,后续有时间会对内容更新。   放大器放大的是小信号,只有在特定的静态工作点下,小信号放大才有意义,因此一些小信号指标常与某个DC点相关联,若小信号幅度超过系统输入范围要求,则将会发生线性失真,合适的

    2024年02月10日
    浏览(32)
  • 模拟CMOS集成电路设计入门学习(6)

    共源共栅结构(Cascode) 回顾: 共源级 中晶体管可以将电压信号转换为电流信号; 共栅级 的输入信号可以是电流。 将共源级和共栅级进行级联:  :输入器件;:共源共栅器件; {流经和的电流相等} (1)分析共源共栅结构的偏置条件   ① 为了保证工作在饱和区 ,必须满

    2024年02月09日
    浏览(45)
  • 【模拟CMOS集成电路设计】带隙基准(Bandgap)设计与仿真

      此次设计,未使用运放,使用电流镜结构为基础的Bandgap来满足设计指标,主要目标是在结构简单的前提下满足设计指标要求。   本次设计指标,如表1所示   ( 线性调节率 指输出基准电压随直流VDD的变化率,电源电压从电路正常工作的最小电压起到额定电源电压为止

    2024年02月13日
    浏览(40)
  • 模拟电路设计(12)--- 运算放大器闭环增益计算及放大器电路稳定性分析

    闭环增益计算 运算放大器深度负反馈状态,放大电路的增益为1/F(s)。而在实际应用中很少去计算F(s),一般通过深度负反馈时的“虚短”、“虚断”概念去计算。深度负反馈时,1+A(s)F(s) 1,则A(s)F(s) = Xf(s)/X’i(s) 1,而Xi(s)=X’i(s)+Xf(s),那么X’i(s)可以忽略不计,Xi(s)=Xf(s)。 对于

    2024年02月16日
    浏览(36)
  • 模拟电路设计(17)---典型RC正弦波振荡器

    采用LC器件作为振荡电路的反馈网络可以达到很高的输出频率,器件比较容易实现小体积。但是要求振荡器输出几十或者几百Hz信号时,LC器件的取值会很大,很难实现实用的产品,此时采用RC选频网络就会有很大的优势。 RC、LC反馈振荡器的最大区别是振幅的稳定机理,LC振荡

    2023年04月08日
    浏览(27)
  • 模拟电路设计(39)---一文搞懂直流电源EMI滤波器

    基本电路形式如下图所示: 直流电源EMI滤波器的典型电路形式 其中Cx1和Cx2为差模电容,典型的取值范围为0.047uF~0.47uF,需满足耐压值的要求。L1和L2为差模电感,对称取值,设其电感值为Ld。L3是共模电感,设其电感值为Lc,取值一般为1~10mH,对于差模信号,共模电感会有一个

    2024年02月02日
    浏览(27)
  • Ubuntu18.04虚拟机EDA环境,支持模拟集成电路、数字集成电路、数模混合设计全流程,包含工艺库

    搭建了 Ubuntu18.04 虚拟机环境,工具包括但不限于: virtuoso IC618,innovus,genus,spectre,xceliummain,formality,synplify,hspice,icc2,primetime,sentaurus,siliconsmart,spyglass,starrc,design compiler,vcs,verdi,calibre,modelsim,tessent,ADS,GoldenGate 等。具体工具及版本见后文图片。虚拟机工

    2024年04月14日
    浏览(61)
  • 基于DSP+FPGA+ADS1282支持32Bit高精度数据采集方案(二)模拟电路设计

    如图 4.1 所示是系统硬件系统的信号框图,数字信号处理板上的主要核心是 两个处理芯片,即 FPGA 和 DSP ,其中 FPGA 主要作用是做 DSP 和外围接口的 桥梁及数据预处理, DSP 做为数据解算核心。 FPGA 通过各种的数据总线接收外部设备传输过来的数据,并进行打包处理 以及其他

    2024年02月02日
    浏览(32)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包