西安P-CHANNELMOSFET失效分析

过去数十年来，MOSFET的尺寸不断地变小。早期的集成电路MOSFET制程里，通道长度约在几个微米（micrometer）的等级。但是到了现在的集成电路制程，这个参数已经缩小了几十倍甚至超过一百倍。至90年代末，MOSFET尺寸不断缩小，让集成电路的效能大幅提升，而从历史的角度来看，这些技术上的突破和半导体制程的进步有着密不可分的关系。我们希望MOSFET的尺寸能越小越好。越小的MOSFET象征其通道长度减少，让通道的等效电阻也减少，可以让更多电流通过。虽然通道宽度也可能跟着变小而让通道等效电阻变大，但是如果能降低单位电阻的大小，那么这个问题就可以解决。在MOSFET器件应用时必须掌握在应用中如何保护器件，不使器件在瞬态变化中受损害。西安P-CHANNELMOSFET失效分析

双重MOSFET（CMOS）开关：为了改善单一MOSFET开关造成信号失真的缺点，于是使用一个PMOS加上一个NMOS的CMOS开关成为普遍的做法。CMOS开关将PMOS与NMOS的源极与漏极分别连接在一起，而基极的接法则和NMOS与PMOS的传统接法相同。当输入电压在（VDD-Vthn）和（VSS+Vthp）时，PMOS与NMOS都导通，而输入小于（VSS+Vthp）时，只有NMOS导通，输入大于（VDD-Vthn）时只有PMOS导通。这样做的好处是在大部分的输入电压下，PMOS与NMOS皆同时导通，如果任一边的导通电阻上升，则另一边的导通电阻就会下降，所以开关的电阻几乎可以保持定值，减少信号失真。西安P-CHANNELMOSFET失效分析MOSFET的面积越小，制造芯片的成本就可以降低，在同样的封装里可以装下更高密度的芯片。

MOSFET开关基础知识：一般来讲,三极管是电流驱动的,MOSFET是电压驱动的，这样也可以节省系统功耗吧,在做开关管时有一个必须注意的事项就是输入和输入两端间的管压降问题,比如一个5V的电源,经过管子后可能变为了4.5V,这时候要考虑负载能不能接受了,类似的问题还有在使用二极管的时候(尤其是做电压反接保护时)也要注意管子的压降问题。MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系，使用者无法降低Cin， 但可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数，加快开关速度，MOSFET只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速，开关时间在10— 100ns之间，工作频率可达100kHz以上，是主要电力电子器件中很高的。场控器件静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。开关频率越高，所需要的驱动功率越大。

如何选择用于热插拔的MOSFET？当电源与其负载突然断开时，电路寄生电感元件上的大电流摆动会产生巨大的尖峰电压，对电路上的电子元件造成十分不利的影响。与电池保护应用类似，此处MOSFET可以将输入电源与其他电路隔离开来。但此时，FET的作用并不是立即断开输入与输出之间的连接，而是减轻那些具有破坏力的浪涌电流带来的严重后果。这需要通过一个控制器来调节输入电压（VIN）和输出电压（VOUT）之间MOSFET上的栅源偏压，使MOSFET处于饱和状态，从而阻止可能通过的电流。MOSFET较大的应用是在“常闭型”的开关，而相对的，加强式MOSFET则用在“常开型”的开关上。

功率MOSFET：通常一个市售的功率晶体管都包含了数千个这样的单元。主条目：功率晶体管。功率MOSFET和MOSFET元件在结构上就有着明显的差异。一般集成电路里的MOSFET都是平面式（planar）的结构，晶体管内的各端点都离芯片表面只有几个微米的距离。而所有的功率元件都是垂直式（vertical）的结构，让元件可以同时承受高电压与高电流的工作环境。一个功率MOSFET能耐受的电压是杂质掺杂浓度与N型磊晶层（epitaxial layer）厚度的函数，而能通过的电流则和元件的通道宽度有关，通道越宽则能容纳越多电流。对于一个平面结构的MOSFET而言，能承受的电流以及崩溃电压的多寡都和其通道的长宽大小有关。对垂直结构的MOSFET来说，元件的面积和其能容纳的电流成大约成正比，磊晶层厚度则和其崩溃电压成正比。MOSFET的栅极选择电性良好的导体，多晶硅在经过重掺杂之后的导电性可以用在MOSFET的栅极上。西安P-CHANNELMOSFET失效分析

MOSFET简称金氧半场效晶体管。西安P-CHANNELMOSFET失效分析

MOSFET的尺寸缩小后出现的困难把MOSFET的尺寸缩小到一微米以下对于半导体制程而言是个挑战，不过新挑战多半来自尺寸越来越小的MOSFET元件所带来过去不曾出现的物理效应。次临限传导由于MOSFET栅极氧化层的厚度也不断减少，所以栅极电压的上限也随之变少，以免过大的电压造成栅极氧化层崩溃（breakdown）。为了维持同样的性能，MOSFET的临界电压也必须降低，但是这也造成了MOSFET越来越难以完全关闭。也就是说，足以造成MOSFET通道区发生弱反转的栅极电压会比从前更低，于是所谓的次临限电流（subthreshold current）造成的问题会比过去更严重，特别是 的集成电路芯片所含有的晶体管数量剧增，在某些VLSI的芯片，次临限传导造成的功率消耗竟然占了总功率消耗的一半以上。西安P-CHANNELMOSFET失效分析

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