MOSFET строительство

11

Я только что прочитал примечание к приложению, и я был смущен этим предложением: «Инженеры часто думают о MOSFET как об одном мощном транзисторе, но это набор из тысяч крошечных силовых полевых транзисторов, соединенных параллельно».

Как это возможно ? В каждом классе я узнал о поперечном сечении полевого МОП-транзистора как о единой группе, а не как о «совокупности тысяч мощных полевых элементов».

Таким образом, вопрос: справка по применению относится к особому типу MOS, или вся моя жизнь была ложью?

pantarhei
источник
1
Дискретный МОП-транзистор, который вы покупаете у цифрового ключа или mouser, будет представлять собой тысячи параллельных полевых транзисторов, каждый из которых представлен сечением, о котором вы узнали в классе.
Очаг
Большинство дискретных МОП-транзисторов на самом деле являются устройствами VDMos по сравнению с плоскими устройствами, которые немного отличаются
sstobbe
1
Это определенно выглядит для меня так, как будто примечание по применению уже ответило на ваш вопрос, «о котором инженеры часто думают ... как, что, вероятно, также подразумевает, что инженеров часто учат… как»
Джаспер

Ответы:

14

Если бы очень большой MOSFET (то есть с очень широким каналом) был реализован как одно физическое устройство, подобное тому, которое вы видели в классе, то электрод затвора был бы очень длинным и тонким. Это вызвало бы значительную задержку RC вниз по воротам, и поэтому MOSFET включался и выключался очень медленно. Кроме того, было бы трудно поместить такое устройство в упаковку, потому что оно было бы в сотни или тысячи раз шире, чем было долго.

Таким образом, с МОП-транзистором электрически лучше и легче обращаться с ним, если разбить его на множество маленьких МОП-транзисторов. Клеммы истока, стока и затвора всех этих небольших устройств подключены параллельно. Результат такой же, как если бы вы создали одно огромное устройство.

В конструкции CMOS VLSI эти небольшие устройства часто называют «пальцами» и фактически изображаются как параллельные структуры. Затем альтернативные пальцы могут совместно использовать свои области истока / стока. Силовые МОП-транзисторы используют другие методы для формирования отдельных небольших устройств.

Вот пример из конструкции цифроаналогового преобразователя: введите описание изображения здесь Источник: pubweb.eng.utah.edu

Желтый слой - поликремний, а длинные вертикальные полосы - ворота MOSFET. Красный слой - это металл, а белые квадраты - это контакты от металла до полигонов или областей истока / стока. В верхнем правом углу вы видите большой PMOS-транзистор с пятью параллельными затворами. Между пальцами затвора находятся области истока и стока, которые выглядят как три параллельных источника и три параллельных стока. Совместное использование областей истока / стока таким образом также снижает емкость этих структур к подложке (N-яму) под ней. На связанной странице есть несколько примеров того, как это используется в дизайне аналоговой CMOS. Мой опыт в основном касался цифровых устройств, но мы использовали ту же идею, когда нам требовался буфер с большим диском для глобальных тактовых импульсов или вывод ввода-вывода.

Эллиот Олдерсон
источник
Имеет ли транзистор BJT такую ​​же внутреннюю структуру?
Pantarhei
Извините, у меня нет опыта в дизайне BJT.
Эллиот Олдерсон
2
Помещение в некоторые измерения, как ориентир для тех из нас, кто просто прячется? Насколько велика огромное устройство? Насколько маленький маленький МОП-транзистор? :-)
motoDrizzt
Используя 20-летнюю технологию, МОП-транзистор размером 0,25 мкм может поместиться внутри квадратного микрона: сток / затвор / источник / колодец.
analogsystemsrf
@motoDrizzt Большое и маленькое относительны, и нет строгого и быстрого правила, но я думаю, что если W / L превысит 25, вы можете подумать о разделении устройства. Смотрите пример фотографии, который я добавил.
Эллиот Олдерсон
5

Я предполагаю, что это предложение является ссылкой на структуру мощных МОП-транзисторов, например структуру HEXFET Международного Выпрямителя.

См., Например, http://www.rfwireless-world.com/Terminology/HEXFET-vs-MOSFET.html для получения дополнительной информации о структуре HEXFET.

РЕДАКТИРОВАТЬ: HEXFET является только один конкретный дизайн одного конкретного производителя. Другие производители, безусловно, имеют аналогичные конструкции для своих мощных МОП-транзисторов.

user2233709
источник
4
@Hearth ИМХО, это не спам, и флаг спама здесь неуместен - HEXFET вполне может быть типичным примером мощной структуры MOSFET. Это указывает на пример довольно нейтрально и указывает на сторонний источник, который обсуждает структуру и свойства этой конкретной технологии (в отличие от простой рекламы). Тем не менее, этот ответ может выиграть от включения соответствующих частей статьи (таких как структурная схема или их описание), чтобы избежать эффективного ответа только по ссылке.
нанофарад
@AndreyAkhmetov Я бы не стал копировать и вставлять части этой статьи без разрешения ее автора. Но я бы с удовольствием проголосовал за более полный ответ, чем мой (и даже удалил мой).
user2233709
@ Сердце я просто не знаю лучше. Я только предположил, что другие производители использовали подобные структуры (но я понятия не имею, насколько похожи).
user2233709
Хорошо. Извините, что не доверяю вам, тогда! Полагаю, я немного поспешно подумал, что это может быть спамом; Андрей прав, что это пример.
Очаг