11。 其他設備
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其他設備
本節介紹了正常的雙端和三端設備產生的其他設備。
11.1金屬半導體勢壘結晶體管
金屬半導體勢壘結晶體管 （MESFET）類似於FET，除了結是金屬半導體勢壘，與肖特基二極管的情況非常相似。 由矽（Si）或砷化鎵（GaAs）製成的FET由擴散或離子注入的柵極構成。 然而，當通道使用肖特基勢壘金屬柵極時，存在優點 n型和短通道寬度是必需的。 砷化鎵（GaAs）很難使用，但是它可以形成良好的肖特基勢壘，在高頻應用中非常有用，因為電子在GaAs中的傳播比在Si中的傳播更快。 在MESFET中使用GaAs可使晶體管在微波應用中表現出良好的性能。 與硅雙極晶體管相比，GaAs MESFET在4 GHz以上的輸入頻率下具有更好的性能。 這些MESFET具有高增益，低噪聲，高效率，高輸入阻抗以及可防止熱失控的特性。 它們用於微波振盪器，放大器，混頻器以及高速開關。 GaAs MESFET用於高頻應用。
11.2 VMOSFET（VMOS）
已經進行了大量的研究工作來提高固態設備的功率。 MOSFET表現出很大的前景，其傳導通道被修改以形成“ V”，而不是傳統的源極到漏極的直線。 添加了額外的半導體層。 術語 VMOS 源於這樣的事實，即由於結構的原因，源極和漏極之間的電流遵循垂直路徑。 現在，漏極位於一塊添加的半導體材料上，如圖47所示。 這允許晶體管漏極區域與散熱器接觸，以幫助消散器件中產生的熱量。 V形柵極控制兩個垂直MOSFET，一個位於凹口的每一側。 通過並聯兩個S端子，電流容量可以加倍。 VMOS是不對稱的，因此S和D端子不能像低功率MOS FET那樣互換。 常規FET限於毫安量級的電流，但VMOS FET可在100A電流範圍內工作。 與傳統FET相比，這提供了很大的功率改進。
VMOS器件可以為高頻，高功率應用提供解決方案。 已經在較低超高頻（UHF）頻帶的頻率下開發了10瓦設備。 VMOS FET還有其他重要優點。 它們具有負溫度係數以防止熱失控。 它們還具有低漏電流。 它們能夠實現高切換速度。 可以使VMOS晶體管具有相等的特性曲線間隔，以獲得相等的柵極電壓增量，因此它們可以像雙極結型晶體管一樣用於高功率線性放大器。
圖47 - VMOS構造
11.3其他MOS器件
另一種類型的MOS器件是 雙擴散工藝製造FET 有時叫 DMOS。 該裝置具有減小通道長度的優點，因此提供優異的低功耗和高速能力。
在藍寶石襯底上的小矽島上製造FET有時被稱為 求救。 通過蝕刻在藍寶石襯底上生長的薄矽層來形成矽島。 這種類型的製造在矽島之間提供絕緣，因此大大降低了器件之間的寄生電容。
MOS技術的優勢在於，電容器和電阻器（使用MOSFET）與FET同時製造，儘管大值電容器不可行。 使用增強型MOSFET時，會產生兩端電阻，MOSFET柵極連接到漏極會導致FET在夾斷時工作。 MOSFET柵極通過電源連接到漏極，使FET偏置，在那裡它將在特性的電壓控制電阻區域中工作。 通過這種方式，漏極負載電阻被MOSFET取代而不是沉積電阻，從而節省了芯片面積。
概要
本章的目的是向您介紹使用場效應晶體管的放大器電路的分析和設計。 FET與BJT完全不同。 其操作由與BJT（電流控制器件）形成對比的電壓控制。
我們的方法與BJT章節的方法相似。 我們首先檢查了控制FET行為的物理現象。 在此過程中，我們強調了FET和BJT之間的對比。 我們開始使用MOSFET進行研究，然後將注意力轉向JFET。 我們還為這些重要設備開發了小信號模型。 我們使用這些模型來分析FET放大器的各種配置。 一旦我們知道如何分析FET電路，我們就會將注意力轉向設計以滿足規範要求。 我們還檢查了計算機模擬程序使用的模型。
我們簡要地研究了FET作為集成電路的一部分製造的方式。 本章最後介紹了其他類型的FET器件，包括MESFET和VMOS。
