1.7 TRANZISTORUL MOSFET DE PUTERE.

Din multitudinea tranzistoarelor utilizând tehnologia MOS (metal-oxid-semiconductor) şi efectul de câmp (FET), în electronica de putere se utilizează cele cu canal indus. Faţă de semiconductoarele de putere prezentate anterior tranzistorul MOSFET cu canal indus se caracterizează prin două diferenţe esenţiale:

· crearea canalului de conducţie prin câmp electric, deci printr-o comandă în tensiune de putere redusă;

· asigurarea conducţiei în canal prin purtători de tip minoritar.

Exemplificarea acestor diferenţe este prezentată prin structura simplificată din fig.1.75. Structura este formată din corpul p, cu o dopare de 10¹⁷/cm³, în care se realizează două incluziuni n₁⁺ şi n₂⁺, înalt dopate, 10¹⁹/cm³, numite dren (D) şi sursă (S).Al treilea electrod, poarta G, este conectat la corpul p printr-un strat izolant de oxid de siliciu (SiO₂). Dacă se polarizează pozitiv poarta G în raport cu sursa S, în corpul p se creează un câmp electric pozitiv, care va atrage în zona porţii purtători minoritari din p, electronii. Densitatea de purtători atraşi va depinde evident de intensitatea câmpului electric creat. Sarcina realizată în acest mod formează aşa numitul canal ”n” indus. Dacă, în continuare, se polarizează pozitiv drenul D în raport cu sursa S, electronii din stratul n₂⁺ vor fi împinşi din stratul n₂⁺ şi atraşi de stratul n₁⁺, formând un curent electric, care se închide prin canalul realizat în corp. Densitatea electronilor din canalul indus, fiind controlată de intensitatea câmpului electric produs de poartă, determină conductivitatea canalului, deci intensitatea curentului electric care se închide, în sens tehnic, de la dren la sursă. Având în vedere cele prezentate mai sus rezultă deosebirile funcţionale:

· cădere mai mare de tensiune dren-sursă, ca urmare a densităţii reduse a purtătorilor de sarcină din canal;

· un timp de ieşire din conducţie, t_OFF , redus;

· comanda pe poartă în tensiune.

1.7.1 STRUCTURĂ. POLARIZARE

O structură reală a unui MOSFET de putere cu canal indus n este prezentată în fig. 1.76. Faţă de structura de principiu din fig.1.75, apar unele diferenţe:

· prezenţa stratului sărac, n^-, cu o dopare de 10¹⁴ – 10¹⁵/cm³;

· realizarea întreţesută a ansamblului corp-sursă, respectiv poartă-sursă, în scopul asigurării unei cât mai bune pătrunderi a câmpului electric în corp;

· realizarea de structuri de felul celei din fig.1.76, cu secţiune transversală redusă şi conectarea, în acelaşi cip şi pentru curenţi mari, a mai multor asemenea structuri în paralel, prin intermediul metalizărilor.

Structura de tip cu canal indus ”p”, care se realizează mai rar, are aceeaşi cons.........................