Чому дискретні чотиритермінальні MOSFET так важко знайти?

Я знаю, що MOSFET - це чотиритермінальний пристрій, але майже кожен дискретний MOSFET, який ви можете придбати, має його масив / корпус / підкладку, внутрішньо підключений до джерела. Чому це? Це робить незручним використання в певних типах мікросхем, наприклад, при обробці основної конструкції ІС (для навчальних цілей), в якій всі клеми корпусу підключені або до VCC, або до заземлення. Чи дискретні 4-кінцеві MOSFET просто не такі корисні? Або є якийсь простий спосіб їх імітувати за допомогою декількох 3-кінцевих MOSFET?

Хоча БНТ на монолітній мікросхемі є симетричною, багато дискретних ПНТ мають дуже різну структуру, яка намагається збільшити корисну площу поверхні, а також зв’язок джерела / зливу. З'єднання основного підкладки на транзисторі чи мікросхемі має чудову здатність керувати струмом, і якби один розробляв мікросхему NSI LSI, в якій кожному транзистору потрібно було встановити джерело або стік до загальної точки, продуктивність, ймовірно, буде оптимізована за рахунок наявності субстрат служить джерелом або зливом для всіх транзисторів. Однак більшість мікросхем використовують об'ємне з'єднання як загальну базу, витрачаючи свої здібності до поточного керування, але дозволяючи джерелам і зливним з'єднанням кожного транзистора бути незалежними.

Типовий "дискретний" MOSFET насправді буде не один транзистор, а паралельно десятки чи сотні транзисторів. Оскільки всі транзистори повинні мати зв'язані стоки між собою, використання підкладки, оскільки стік не спричинить таких же дизайнерських проблем, як у чіпа LSI. Оскільки підкладка може бути дуже міцно з'єднана із зовнішнім клемою, така конструкція одночасно поліпшить провідність зливу, а також позбавить від необхідності використовувати металевий верхній бік для зливного з'єднання, тим самим дозволяючи використовувати більше металу для підключення джерел . На жаль, якщо транзистори розташовані так, що всі їх джерела утворюють "сітку" (добре для з'єднання), це залишить їхні бази як ізольовані острови. Хоча можна було б виконати металеві доріжки, щоб з'єднати всі основи разом, це вимагатиме або підрозділення підключеного до джерела металу на багато смуг (погіршує продуктивність), або додавання додаткового шару металу та додаткового ізоляційного шару (значно збільшує вартість). Оскільки в кожній базовій секції розташований металевий шар для з'єднання джерела, що сидить безпосередньо над ним, набагато простіше просто мати основи, а також джерела, що підключаються до цього.

Це тому, що якщо ви працюєте з MOSFET так, як це робиться зазвичай (зворотний зсув діода тіла), немає різниці, якщо Основна частина підключена до Джерела або до напруги, яка ще більше негативної (N-канал) відносно більше позитивної ( P-канал), ніж Джерело.

Якщо ви хочете побудувати свої власні логічні ворота, ворота передачі тощо з одиночними N- та P-канальними МОЗФЕТИ, CMOS-IC 4007 - це, мабуть, те, що ви шукаєте, але не всі 6 включених MOSFET можуть бути підключені повністю випадковим чином (одна P- / N-канальна пара налаштована як інвертор; одна пара частково з'єднана з V + та GND; лише одна пара повністю вільна).

Ось приклади .

"Чи дискретні 4-кінцеві MOSFET просто не такі корисні?"

Деякі потенційні можливості включають переклад логічного рівня та захист ІС. Четвертий штифт змінює дію внутрішнього діода корпусу, з якого короткий вихід на вхід (або навпаки) робить ланцюг несиметричним, на діод, який ухиляється від позитивних сигналів напруги. Якщо ви подивитеся на таблицю даних для Phillips GTL2000, ви виявите, що четвертий термінал всередині ІС символічно прив’язаний до землі, як це є у фізичній конструкції. Якщо ви хочете скопіювати це за допомогою дискретних пристроїв, вам потрібен окремий четвертий термінал. Це дозволяє виконувати один і той же тип перекладу та захисту без сильно обмежувальної абсолютної максимальної напруги, а також змінювати інші параметри, такі як максимальний струм, включене RDS тощо. GTL2000 має 23 FET (22 для даних, один для розумної хитрості хитрості), пов’язаний із джерелами та зливом кожного виведеного на окремі штифти, усі з'єднання корпусу виведені на один штифт (земля), а всі з'єднання затворів з'єднані між собою та виведені на один штифт буде прив’язаний до напруги, яка виробляє бажану напругу затиску. Інші ІМС, які використовуються аналогічно, мають аналогічно обмежені характеристики, за винятком максимуму, що дозволяє підвищити напругу, але має два жири послідовно (з більш високим RDSon для позитивної та негативної напруги) та вимагає негативної напруги зсуву або нижня межа затискання буде виключати логічний рівень 0. Як результат, якщо ви хочете двосторонній логічний затискач рівня та захисний вхід, який захистить пристрій від випадкових підключень до 13,8 В, вам потрібно скотити свій власний. Хтось уже згадував програму аналогового перемикача MOSFET, який можна розширити, щоб охопити різні дискретні програми. І в деяких випадках окремі штифти джерела і вкладки корпусу можуть дозволяти прогріватися з високої сторони і плаваючі транзистори до площини заземлення друкованої плати без ізолятора, а пристрої для поверхневого кріплення можуть бути припаяні до площини заземлення. Але це може не забезпечити бажаних переваг через більш високі внутрішні опори.

Зважаючи на те, що більшість інженерів, мабуть, ніколи не тримали в руках 4-х термінальних пристроїв, є багато розумних додатків, які, можливо, не були б обмежені постачанням.

Цілком ймовірно, що виробники не хочуть використовувати більш дорогий пакет (4 штифта проти 3) для робочого режиму, який має знижену продуктивність (ефект зворотного затвора), який буде використовувати мало хто.

Я сумніваюся навіть у справі хвилюватися з приводу цієї деталі, коли будь-який стриманий транзистор настільки віддалений у виконанні від мікросхеми на транзисторі, що дає змогу порівняти продуктивність. Просто назвіть ще одну річ, щоб додати до переліку відмінностей і використовувати його як досвід навчання.

немає різниці, якщо Масова частина підключена до Джерела або до напруги ... "абсолютно не відповідає дійсності. Існує ефект заднього заднім ходом, при якому основна маса модулює канал з задньої сторони. Це причина, чому NMOS в P-субстрат, який використовується в послідовниках випромінювачів, завжди дає вам прибуток 0,8, а не 1,0 - заповнювач 4 листопада 14 о 15:33

@placeholder: Добре, скажімо, у більшості програм немає різниці ... (як я сказав "нормально"). - Сир 4 листопада 14 о 15:42

@placeholder: Я думаю, ви маєте на увазі послідовник джерела (замість послідовника випромінювача) - Curd 4 листопада '14 о 15:45

Так, джерело не випромінювач ... І у всіх випадках це проявляється і помітно. Так нормально, коли ефект на організм присутній. Тільки транзистори FD-SOI не мають цього ефекту (але вони мають інші проблеми) - заповнювач 4 листопада 14 о 14:49

... але не у всіх випадках це має значення взагалі; як у прикладних прикладах, і я можу припустити, що ОП використовуватиме його. - Сир 4 листопада 14 о 15:57

Ви, хлопці, цього не вистачаєте. Впевнені, що є різниця в продуктивності через вплив на організм. Але функціонально кажучи, підкладка повинна бути найбільш негативною напругою в ланцюзі для NMOS і найбільш позитивною напругою в ланцюзі для PMOS. В іншому випадку перехід PN між джерелом на підкладку або відведенням до напруги підкладки може стати вперед зміщеним PN переходом, і ви більше не матимете функціонуючого FET.

І якщо ви прив’яжете корпус до джерела, і ви хочете використовувати NFET, скажімо, для перемикача вибірки, ну що робити, якщо напруга зливу опуститься нижче напруги джерела? OOPS? Коли тіло підключено до джерела, ви не можете дозволити напрузі зливу опуститися нижче напруги джерела. Або до побачення FET і привіт діод.