ด้วยความก้าวหน้าและการพัฒนาของสังคม การประยุกต์ใช้หลอด MOS ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีมากขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะ "ผู้เชี่ยวชาญด้านซิลิคอนคาร์ไบด์" ที่สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้ Sark Microex SLKOR จะต้องมาวิทยาศาสตร์ในเรื่องนี้

MOS เป็นตัวย่อของ MOSFET ชื่อเต็มคือ Metal Oxide Field Effect Transistor เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้เอฟเฟกต์สนามไฟฟ้าของลูปอินพุตเพื่อควบคุมกระแสของลูปเอาต์พุต โครงสร้าง หลักการ คุณลักษณะ กฎสัญลักษณ์ และประเภทบรรจุภัณฑ์ของหลอด MOS มีดังต่อไปนี้

1. โครงสร้างของหลอด MOS:

     โครงสร้างของหลอด MOS คือการใช้การพิมพ์หินและเทคโนโลยีการแพร่กระจายของเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้างบริเวณ N+ สองแห่งที่มีความเข้มข้นของสารต้องห้ามสูงบนพื้นผิวซิลิกอนของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ที่มีความเข้มข้นของสารต้องห้ามต่ำ และใช้โลหะอลูมิเนียมเพื่อนำอิเล็กโทรดสองตัวออกมา ซึ่งตามลำดับ ใช้เป็นท่อระบายน้ำ ขั้ว D และแหล่งกำเนิด S จากนั้น พื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดถูกปกคลุมด้วยฟิล์มฉนวนซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) บาง ๆ และอิเล็กโทรดอะลูมิเนียมถูกติดตั้งบนฟิล์มฉนวนนี้เป็นเกต G ซึ่งประกอบขึ้นเป็นทรานซิสเตอร์ MOS แบบเพิ่มประสิทธิภาพ N-channel (ประเภท NPN) ประตูและอิเล็กโทรดอื่น ๆ เป็นฉนวน

ในทำนองเดียวกันกับข้างต้น บนซับสเตรตซิลิกอนเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ที่มีความเข้มข้นของสารโด๊ปต่ำ บริเวณ P+ สองแห่งที่มีความเข้มข้นของสารโด๊ปสูงจะถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยกระบวนการพิมพ์หินและการแพร่กระจายของเซมิคอนดักเตอร์ และใช้กระบวนการผลิตเกตเดียวกันตามที่อธิบายไว้ข้างต้น สร้างเป็นหลอด MOS เสริมประสิทธิภาพ P-channel (ชนิด PNP) (a) และ (b) ที่แสดงในรูปที่ 1-1 เป็นแผนภาพโครงสร้างและสัญลักษณ์ตัวแทนของไปป์ไลน์ P-channel MOS ตามลำดับ

2、MOS 管的工作原理：

จะเห็นได้จากรูปที่ 1-2-(a) ว่ามีจุดเชื่อมต่อ PN แบบ back-to-back สองจุดระหว่างท่อระบายน้ำ D และแหล่งกำเนิด S ของทรานซิสเตอร์ MOS ในโหมดเพิ่มประสิทธิภาพ เมื่อแรงดันเกต-แหล่งกำเนิด VGS=0 แม้ว่าจะเพิ่มแรงดันไฟเดรน-แหล่งกำเนิด VDS ก็ตาม ก็จะมีจุดเชื่อมต่อ PN ในสถานะไบอัสย้อนกลับเสมอ และไม่มีช่องนำไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดเดรน (ไม่มีกระแสไหล) ดังนั้นในเวลานี้ท่อระบายน้ำ ID ปัจจุบัน = 0 ในเวลานี้ ถ้าแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าถูกใช้ระหว่างเกตและแหล่งกำเนิด ดังแสดงในรูปที่ 1-2-(b) นั่นคือ VGS>0 ประตูจะถูกสร้างขึ้นในชั้นฉนวน SiO2 ระหว่างเกตและ พื้นผิวซิลิกอน สนามไฟฟ้าที่ชี้ไปที่ซับสเตรตซิลิกอนชนิด P เนื่องจากชั้นออกไซด์เป็นฉนวน แรงดันไฟฟ้า VGS ที่จ่ายไปที่เกตไม่สามารถสร้างกระแสได้ และตัวเก็บประจุจะถูกสร้างขึ้นที่ทั้งสองด้านของชั้นออกไซด์ VGS เทียบเท่ากับการชาร์จตัวเก็บประจุนี้และก่อตัวเป็นสนามไฟฟ้า เมื่อ VGS ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ถูกดึงดูดโดยแรงดันเกตที่เป็นบวก และอิเล็กตรอนจำนวนมากถูกรวมตัวกันที่อีกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุนี้ และสร้างช่องการนำไฟฟ้าชนิด N จากท่อระบายน้ำสู่แหล่งกำเนิด เมื่อ VGS มากกว่าของหลอด เมื่อแรงดันไฟฟ้าเปิด VT (โดยทั่วไปประมาณ 2V) ท่อ N-channel จะเริ่มดำเนินการ สร้าง ID กระแสท่อระบายน้ำ เราเรียกแรงดันไฟฟ้าระหว่างเกตและแหล่งกำเนิดเมื่อช่องสัญญาณเริ่มสร้างแรงดันไฟฟ้าเปิด ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงด้วย VT การควบคุมขนาดของแรงดันเกต VGS จะเปลี่ยนความแรงของสนามไฟฟ้า เพื่อให้สามารถควบคุมขนาดของ ID กระแสเดรนได้

3. ลักษณะของหลอด MOS:

  จากหลักการทำงานของท่อ MOS ข้างต้น จะเห็นได้ว่าเกต G และแหล่งกำเนิด S ของท่อ MOS ได้รับการหุ้มฉนวน เนื่องจากการมีอยู่ของชั้นฉนวน SiO2 จึงมีความจุไฟฟ้าเท่ากันระหว่างเกต G และแหล่งกำเนิด S แรงดันไฟฟ้า VGS จะสร้างสนามไฟฟ้าซึ่งนำไปสู่การสร้างกระแสไฟฟ้าจากแหล่งระบาย แรงดันไฟฟ้าเกต VGS ในเวลานี้จะกำหนดขนาดของกระแสเดรน และขนาดของ ID กระแสเดรนสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมขนาดของแรงดันเกต VGS สิ่งนี้นำไปสู่ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

   1) หลอด MOS เป็นอุปกรณ์ควบคุมกระแสโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟจึงเป็นอุปกรณ์แรงดันไฟ

   2) ลักษณะอินพุตของไปป์ไลน์ MOS เป็นแบบ capacitive ดังนั้นความต้านทานอินพุตจึงสูงมาก

4. ขั้วแรงดันไฟฟ้าและกฎสัญลักษณ์ของหลอด MOS:

รูปที่ 1-4-(a) เป็นสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ MOS แบบ N-channel ในรูป D คือท่อระบายน้ำ S คือแหล่งที่มา G คือประตู และลูกศรตรงกลางแสดงถึงวัสดุพิมพ์ ถ้าลูกศรเข้าด้านในแสดงว่าเป็นท่อ MOS แบบ N-channel ส่วนลูกศรออกด้านนอกแสดงว่าเป็นท่อ MOS แบบ P-channel

ในความเป็นจริง ในกระบวนการผลิตท่อ MOS นั้น สารตั้งต้นจะเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดก่อนออกจากโรงงาน ดังนั้นตามกฎของสัญลักษณ์ ลูกศรที่แสดงถึงสารตั้งต้นจะต้องเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดด้วยเพื่อแยกความแตกต่างทางระบายออกจากแหล่งกำเนิด . รูปที่ 1-4-(c) เป็นสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ P-channel MOS ขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ของหลอด MOS นั้นเหมือนกับของทรานซิสเตอร์ธรรมดาของเรา, N-channel นั้นคล้ายกับทรานซิสเตอร์ NPN, ท่อระบายน้ำ D เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวก, แหล่งกำเนิด S เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดลบ และช่องนำไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเมื่อเกต G เป็นแรงดันไฟฟ้าบวก และเชื่อมต่อช่อง N ท่อ MOS เริ่มทำงาน ดังแสดงในรูปที่ 1-4-(b) ทรานซิสเตอร์ P-channel เดียวกันนั้นคล้ายกับทรานซิสเตอร์ PNP โดยท่อระบายน้ำ D เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดลบ แหล่งกำเนิด S เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวก และเกต G มีประจุลบ ช่องนำไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น และ P -ช่องทรานซิสเตอร์ MOS เริ่มทำงาน ดังรูปที่ 1-4-(d)

สัญลักษณ์ทรานซิสเตอร์ N-channel MOS รูปที่ 1-4-(a)

ขั้วแรงดันไฟฟ้าทรานซิสเตอร์ N-channel MOS และการเชื่อมต่อซับสเตรต 1-4-(b)

    (ค)

(ง)

สัญลักษณ์ทรานซิสเตอร์ P-channel MOS รูปที่ 1-4-(c)

ขั้วแรงดันไฟทรานซิสเตอร์ P-channel MOS และการเชื่อมต่อซับสเตรต 1-4-(d)

5. แพคเกจหลักของหลอด MOS:

ปัจจุบัน แพ็คเกจทั่วไปยอดนิยม ได้แก่ TO-220, TO-3P, TO-247 หลอดเดียว และโมดูลต่างๆ และสามารถจัดเตรียมแพ็คเกจพิเศษได้ตามความต้องการผลิตภัณฑ์เฉพาะของลูกค้า ตามรุ่นและแพ็คเกจทั่วไปของ Sako Micro SLKORเราจะเรียงลำดับดังนี้:

ทีโอ-3พี

TO-220

TO-247

สท. -23

TO-252

SOT-227B