金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)是一种常用的二极管类型,在电子工业中被广泛应用。MOSFET的特点是能够控制电流,具有电阻低、容易制造和控制等优点。在MOSFET中,二极管是一个重要的构成要素,下面将会从不同方面介绍MOSFET中的二极管。
MOSFET二极管的结构包括栅极、导体和绝缘体。当输入信号加到栅极上时,栅极和导体之间的电场产生,导致导体中的电子和空穴移动并形成导电通道,形成一个连接源和漏的通道。当通道被形成时,电子可以从源漏流,形成电流的流动。这时的MOSFET相当于一个二极管,其耗散功率与二极管相比较小,具有快速开关速度、低静态功耗的优点。
MOSFET结构可以被看作一个由PN结二极管和晶体管组成的复合结构。二极管部分由两个互补的PN结组成,这些PN结在整个结构中并没有被确认为晶体管,而是作为半导体材料的掺杂层。当追踪二极管的工作时,最终会发现PN结在通道中发挥重要作用,参与电荷分布过程,以及在开关转换时相应的增强和减弱结构的电场。
MOSFET中的二极管还包括Schottky二极管,在MOSFET中起到一个环保作用,以及减小某些功率FET内部反向传导的作用。在获得高级MOS中,研究证实使用Schottky二极管可以有效的实现高电压的接触,而能够将同样的体积尺寸比较小的电极能量释放为较大的电花并可以提高MOS体积能力。
Zener二极管与MOS管相连,在电路中起到一个特殊作用。他们的工作原理是基于PN结上的常见反转容量,当反向电压通过时,会形成一个高强度电场,导致PN结破裂并放电,从而提供一些终止电源。如果在整块半导体中发生了什么电压突波,Zener二极管就可以接管去除超过电路的容量。