Xây dựng MOSFE

Tôi vừa đọc một ghi chú ứng dụng và tôi đã nhầm lẫn về câu này: "Các kỹ sư thường nghĩ về MOSFET như một bóng bán dẫn điện duy nhất, nhưng nó là một tập hợp của hàng ngàn tế bào FET công suất nhỏ được kết nối song song."

Sao có thể như thế được ? Trong mỗi lớp học, tôi đã học về mặt cắt ngang của MOSFET dưới dạng một khối duy nhất không phải là "tập hợp của hàng ngàn tế bào FET công suất".

Vì vậy, câu hỏi là: Ghi chú ứng dụng đề cập đến một loại MOS đặc biệt hay tất cả cuộc sống của tôi là một lời nói dối?

Nếu một MOSFET rất lớn (nghĩa là có kênh rất rộng) được triển khai như một thiết bị vật lý duy nhất, giống như thiết bị bạn đã thấy trong lớp, thì điện cực cổng sẽ rất dài và mỏng. Điều này sẽ gây ra sự chậm trễ đáng kể RC xuống cổng và do đó MOSFET sẽ bật và tắt rất chậm. Hơn nữa, sẽ rất khó để đặt một thiết bị như vậy trong một gói vì nó sẽ rộng hơn hàng trăm hoặc hàng nghìn lần so với thời gian dài.

Vì vậy, nó vượt trội về mặt điện và dễ dàng hơn để xử lý MOSFET nếu bạn chia nó thành nhiều MOSFET nhỏ. Các thiết bị đầu cuối nguồn, cống và cổng của tất cả các thiết bị nhỏ này được kết nối song song. Kết quả giống như khi bạn chế tạo một thiết bị khổng lồ.

Trong thiết kế VLSI CMOS, các thiết bị nhỏ này thường được gọi là "ngón tay" và thực sự được vẽ dưới dạng cấu trúc song song. Các ngón tay thay thế sau đó có thể chia sẻ các vùng nguồn / cống của họ. MOSFE công suất sử dụng các kỹ thuật khác để hình thành các thiết bị nhỏ riêng lẻ.

Dưới đây là một ví dụ từ thiết kế bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự: Nguồn: pubweb.eng.utah.edu

Lớp màu vàng là polysilicon, và các sọc dọc dài là cổng MOSFET. Lớp màu đỏ là kim loại và các ô vuông màu trắng là các tiếp điểm từ kim loại xuống đến các cổng poly hoặc vùng nguồn / cống. Ở phía trên bên phải, bạn thấy một bóng bán dẫn PMOS lớn với năm ngón tay cổng song song. Ở giữa các ngón tay cổng là các khu vực nguồn và cống, trông giống như ba nguồn song song và ba cống song song. Chia sẻ các vùng nguồn / cống như thế này cũng làm giảm điện dung của các cấu trúc đó với chất nền (N-well) bên dưới. Trang được liên kết có một số ví dụ về cách sử dụng điều này trong thiết kế của CMOS tương tự. Trải nghiệm của tôi chủ yếu là trong các thiết bị kỹ thuật số, nhưng chúng tôi đã sử dụng cùng một ý tưởng khi chúng tôi cần bộ đệm ổ đĩa cao cho đồng hồ toàn cầu hoặc chân I / O.

Tôi đoán câu này là một tham chiếu đến cấu trúc của MOSFE công suất, giống như cấu trúc HEXFE của Bộ chỉnh lưu quốc tế.

Xem ví dụ: http://www.rfwpered-world.com/Terminology/HEXFE-vs-MOSFET.html để biết thêm về cấu trúc HEXFE.

EDIT: HEXFE chỉ là một thiết kế cụ thể của một nhà sản xuất cụ thể. Các nhà sản xuất khác chắc chắn có thiết kế tương đương cho MOSFE sức mạnh của họ.