了解一下各種常見的MOSFET技術

　雙柵極MOSFET

       雙柵極（dual-gate）MOSFET通常用在射頻（Radio Frequency, RF）積體電路中，這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應用上，雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。    空乏式MOSFET     一般而言，空乏式（depletion mode）MOSFET比前述的加強式（enhancement mode）MOSFET少見。空乏式MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質濃度，使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓，通道仍然存在。如果想要關閉通道，則必須在柵極施加負電壓。空乏式MOSFET最大的應用是在“常關型”（normally-off）的開關，而相對的，加強式MOSFET則用在“常開型”（normally-on）的開關上。

    NMOS邏輯

     同樣驅動能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小，因此如果只在邏輯門的設計上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過NMOS邏輯雖然占的面積小，卻無法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態功率，因此在1980年代中期后已經漸漸退出市場。    功率MOSFET    功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數千個這樣的單元。主條目：功率晶體管    功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著顯著的差異。一般積體電路里的MOSFET都是平面式（planar）的結構，晶體管內的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式（vertical）的結構，讓元件可以同時承受高電壓與高電流的工作環境。一個功率MOSFET能耐受的電壓是雜質摻雜濃度與n-type磊晶層（epitaxial layer）厚度的函數，而能通過的電流則和元件的通道寬度有關，通道越寬則能容納越多電流。對于一個平面結構的MOSFET而言，能承受的電流以及崩潰電壓的多寡都和其通道的長寬大小有關。對垂直結構的MOSFET來說，元件的面積和其能容納的電流成大約成正比，磊晶層厚度則和其崩潰電壓成正比。    值得一提的是采用平面式結構的功率MOSFET也并非不存在，這類元件主要用在高級的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區的特性比垂直結構的對手更好。垂直式功率MOSFET則多半用來做開關切換之用，取其導通電阻（turn-on resistance）非常小的優點。     DMOS     DMOS是雙重擴散MOSFET（double-Diffused MOSFET）的縮寫，它主要用于高壓，屬于高壓MOS管范疇。     以MOSFET實現類比開關     MOSFET在導通時的通道電阻低，而截止時的電阻近乎無限大，所以適合作為類比訊號的開關（訊號的能量不會因為開關的電阻而損失太多）。MOSFET作為開關時，其源極與漏極的分別和其他的應用是不太相同的，因為訊號可以從MOSFET柵極以外的任一端進出。對NMOS開關而言，電壓最負的一端就是源極，PMOS則正好相反，電壓最正的一端是源極。MOSFET開關能傳輸的訊號會受到其柵極—源極、柵極—漏極，以及漏極到源極的電壓限制，如果超過了電壓的上限可能會導致MOSFET燒毀。

       MOSFET開關的應用范圍很廣，舉凡需要用到取樣持有電路（sample-and-hold circuits）或是截波電路（chopper circuits）的設計，例如類比數位轉換器（A/D converter）或是切換電容濾波器（switch-capacitor filter）上都可以見到MOSFET開關的蹤影。    單一MOSFET開關    當NMOS用來做開關時，其基極接地，柵極為控制開關的端點。當柵極電壓減去源極電壓超過其導通的臨界電壓時，此開關的狀態為導通。柵極電壓繼續升高，則NMOS能通過的電流就更大。NMOS做開關時操作在線性區，因為源極與漏極的電壓在開關為導通時會趨向一致。    PMOS做開關時，其基極接至電路里電位最高的地方，通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時，PMOS開關會打開。    NMOS開關能容許通過的電壓上限為（Vgate-Vthn），而PMOS開關則為（Vgate+Vthp），這個值通常不是訊號原本的電壓振幅這個值通常不是訊號原本的電壓振幅，也就是說單一MOSFET開關會有讓訊號振幅變小、訊號失真的缺點。    雙重MOSFET（CMOS）開關    為了改善前述單一MOSFET開關造成訊號失真的缺點，于是使用一個PMOS加上一個NMOS的CMOS開關成為目前最普遍的做法。CMOS開關將PMOS與NMOS的源極與漏極分別連接在一起，而基極的接法則和NMOS與PMOS的傳統接法相同。當輸入電壓在（VDD-Vthn）和（VSS+Vthp）時，PMOS與NMOS都導通，而輸入小于（VSS+Vthp）時，只有NMOS導通，輸入大于（VDD-Vthn）時只有PMOS導通。這樣做的好處是在大部分的輸入電壓下，PMOS與NMOS皆同時導通，如果任一邊的導通電阻上升，則另一邊的導通電阻就會下降，所以開關的電阻幾乎可以保持定值，減少訊號失真。       

  MOSFET與IGBT的對比　

　MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。主要優點：熱穩定性好、安全工作區大。缺點：擊穿電壓低，工作電流小。 IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物。它的三個極分別是集電極(C)、發射極(E)和柵極(G)。特點：擊穿電壓可達1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達250kVA以上，工作頻率可達20kHz。