Побудова MOSFET

Я щойно прочитав записку про додаток і мене збентежило це речення: "Інженери часто думають про MOSFET як про єдиний силовий транзистор, але це колекція тисяч крихітних осередків живлення FET, підключених паралельно".

Як це можливо ? У кожному класі я дізнався про поперечний переріз MOSFET як єдину групу, а не як "колекцію тисяч FET осередків живлення".

Отже, питання: чи записка про додаток до спеціального типу MOS чи все моє життя була брехнею?

Якщо дуже великий MOSFET (тобто з дуже широким каналом) був реалізований як єдиний фізичний пристрій, як той, який ви бачили в класі, то електрод затвора був би дуже довгим і тонким. Це призведе до значної затримки RC вниз до воріт, і тому MOSFET буде вмикатись і вимикатися дуже повільно. Крім того, важко було б помістити такий пристрій в пакет, оскільки він був би в сотні чи тисячі разів ширший, ніж він був довгим.

Таким чином, електрично перевершувати та легше керувати MOSFET, якщо розбити його на багато маленьких MOSFET. Вихідні, зливні та затворні клеми всіх цих невеликих пристроїв з'єднані паралельно. Результат такий же, як якщо б ви побудували один величезний пристрій.

У дизайні CMOS VLSI ці маленькі пристрої часто називають «пальцями» і насправді малюються як паралельні структури. Альтернативні пальці можуть потім ділитися своїми джерелами / зливними областями. Power MOSFET використовують інші методи формування окремих маленьких пристроїв.

Ось приклад з дизайну цифро-аналогового перетворювача: Джерело: pubweb.eng.utah.edu

Жовтий шар - полісилікон, а довгі вертикальні смуги - ворота MOSFET. Червоний шар - металевий, а білі квадрати - це контакти від металу вниз або до полівих воріт або до джерел / зливних областей. У верхньому правому куті ви бачите великий транзистор PMOS з п'ятьма паралельними затворними пальцями. Між пальцями воріт розташовані джерела та ділянки стоку, схожі на три паралельних джерела та три паралельних стоку. Поділення подібних областей джерела / стоку також зменшує ємність цих структур до підкладки (N-свердловини) під нею. На пов'язаній сторінці є кілька прикладів того, як це використовується в дизайні аналогового CMOS. Мій досвід був головним чином у цифрових пристроях, але ми використовували ту саму ідею, коли нам знадобився буфер високого диска для глобального годинника або штифт вводу / виводу.

Я думаю, що це речення є посиланням на структуру силових MOSFET, подібно до структури HEXFET Міжнародного випрямляча.

Докладніше про структуру HEXFET див. У http://www.rfwireless-world.com/Terminology/HEXFET-vs-MOSFET.html .

EDIT: HEXFET - це лише одна конкретна конструкція одного конкретного виробника. Інші виробники, безумовно, мають еквівалентні конструкції для своїх потужних MOSFET.