mos管寄生电容-mos管寄生电容测试、特征与题目剖析-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2019-05-23
寄生电容普通是指电感，电阻，芯片引脚等在高频环境下表现出来的电容特征。现实上，一个电阻等效于一个电容，一个电感，和一个电阻的串连，在低频环境下表现不是很较着，而在高频环境下，等效值会增大，不能疏忽。在计较中咱们要斟酌出来。ESL便是等效电感，ESR便是等效电阻。不论是电阻，电容，电感，仍是二极管，三极管，MOS管，另有IC，在高频的环境下咱们都要斟酌到它们的等效电容值，电感值。
mos管寄生电容是静态参数，间接影响到其开关机能，MOSFET的栅极电荷也是基于电容的特征，上面将从布局上先容这些寄生电容，而后懂得这些参数在功率MOSFET数据表中的界说，和它们的界说前提。
沟槽型功率MOSFET的寄生电容的布局如图1所示，能够看到，其具备三个内涵的寄生电容：G和S的电容CGS；G和D的电容：CGD，也称为反向传输电容、米勒电容，Crss；D和S的电容CDS。
功率MOSFET的寄生电容参数在数据表中的界说，它们和表上面现实的寄生参数并不完整不异，响应的干系是：
输出电容：Ciss=CGS+CGD
输出电容：Coss=CDS+CGD
反向传输电容：Crss=CGD
mos管寄生电容的测试的前提为：VGS=0，VDS=BVDSS/2，f=1MHz，便是利用的丈量电压为额外电压的一半，测试的电路所下图所示。
(a) Ciss测试电路
(d) 规范的LCR
图2：寄生电容测试电路
mos管栅极的多晶硅和源极通道地区的电容决议了这些参数，其不具备方向的敏感度，也很是轻易重现。
沟槽型功率MOSFET的寄生电容和以下的身分相干：
1、沟道的宽度和沟槽的宽度
2、 G极氧化层的厚度和分歧性
3、沟槽的深度和外形
4、S极体-EPI层的搀杂外表
5、体二极管PN结的面积和搀杂外表
高压立体功率MOSFET的Crss由以下身分决议：
1、设想参数，如多晶硅的宽度，晶胞斜度
2、栅极氧化层厚度和分歧性
3、体水平分散，决议了JFET地区的宽度
4、体-EPI和JFET地区的搀杂外表
5、栅极多晶硅搀杂凡是不是一个身分，因为其是退步的搀杂；JEFET地区的宽度，JFET外表和EPI层搀杂外表主导着这个参数
高压立体功率MOSFET的Coss由以下身分决议：
1、一切影响Crss参数，因为它是Coss一局部
2、体二极管PN结地区和搀杂外表
MOSFET的电容长短线性的，是直流偏置电压的函数，图3示出了寄生电容随VDS电压增添而变更。一切的MOSFET的寄生电容来历于不依靠于偏置的氧化物电容和依靠于偏置的硅耗尽层电容的组合。因为器件里的耗尽层遭到了电压影响，电容CGS和CGD跟着所加电压的变更而变更。
图3：AON6512电容随电压变更
电容跟着VDS电压的增添而减小，特别是输出电容和反向传输电容。当电压增添时，和VDS相干电容的减小来历于耗尽层电容减小，耗尽层地区扩展。但是绝对CGD，CGS受电压的影响很是小，CGD受电压影响水平是CGS的100倍以上。
图4显现出了在VDS电压值较低时，当VGS电压增添大于阈值电压后，MOSFET输出电容会跟着VGS增添而增添。
图4：输出电容随VGS变更
因为MOSFET沟道的电子反形层组成，在沟漕底部组成电子堆积层，这也是为甚么一旦电压跨越QGD阶层，栅极电荷特征曲线的斜率增添的缘由。一切的电容参数不受温度的影响，温度变更时，它们的值不会发生变更。
因为MOS管中存在着较着的电容布局，是以能够用MOS器件建造成一个电容利用。若是一个NMOS管的源、漏、衬底都接地而栅电压接正电压，当VG回升并到达Vth时在多晶硅下的衬底外表将起头呈现一反型层。在这类前提下NMOS可当作一个二端器件，并且差别的
栅压会发生厚度不一样的反型层，从而有差别的电容值。
(1)耗尽型区：栅压为一很负的值，栅上的负电压就会把衬底中的空穴吸收到氧化层外表，即组成了堆集区，此时，因为只要堆集区呈现，而无反型层，且堆集层的厚度很厚，是以堆集层的电容能够疏忽。故此时的NMOS管能够当作一个单元面积电容为Cox的电容，此中
间介质则为栅氧。当VGS回升时，衬底外表的空穴浓度降落，堆集层厚度减小，则堆集层电容；增大，该电容与栅氧电容相串连后使总电容减小，直至VGs趋于0，堆集层消逝，当VGS略大于o时，在栅氧下发生了耗尽层，总电容最小。
(2)弱反型区：VGS持续回升，则在栅氧上面就发生耗尽层，并起头呈现反型层，该器件进入了弱反型区，在这类形式下，其电容由Cox与Cb串连而成，并随VGS的增人，其电容量慢慢增大。
(3)强反型区：当VGS跨越Vth，其二氧化硅外表则坚持为一沟道，且其单元电容又为Cox，图1.29显现了这些任务状况。
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