Почему так сложно найти дискретные четырехполюсные МОП-транзисторы?

Я знаю, что MOSFET - это четырехполюсное устройство, но почти каждый дискретный MOSFET, который вы можете купить, имеет свой объем /тело /подложку, внутренне связанную с источником. Почему это? Это делает неудобным использование в определенных типах схем, например, при макетировании базовой схемы ИС (для учебных целей), в которой все терминалы корпуса подключены либо к VCC, либо к земле. Являются ли дискретные 4-выводные МОП-транзисторы просто не такими полезными? Или есть какой-то простой способ имитировать их с помощью нескольких 3-выводных МОП-транзисторов?

12 голосов | спросил Felthry 4 22014vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 04 Nov 2014 17:38:23 +0300 2014, 17:38:23

5 ответов


9

Несмотря на то, что полевые транзисторы на монолитной микросхеме симметричны, многие дискретные полевые транзисторы имеют очень разную структуру, которая пытается максимизировать полезную площадь поверхности, а также возможность подключения источника /стока. Соединение основной подложки на транзисторе или чипе имеет отличную возможность токовой обработки, а если разрабатывать микросхему NMOS LSI, в которой каждый отдельный транзистор должен иметь источник или дренаж, привязанный к общей точке, производительность, вероятно, будет оптимизирована за счет того, что подложка служит источником или стоком для всех транзисторов. Однако большинство чипов используют массовое соединение в качестве общей базы, теряя свои возможности по обработке тока, но позволяя независимым от источника и стока подключать каждый транзистор.

Типичный «дискретный» МОП-транзистор фактически будет не одним транзистором, а десятками или сотнями транзисторов параллельно. Поскольку все транзисторы должны иметь свои стоки, соединенные вместе, используя подложку, поскольку утечка не вызовет те же проблемы с дизайном, что и в чипе LSI. Поскольку подложка может быть очень хорошо прочно соединена с внешним терминалом, такая конструкция будет способствовать повышению удельной электропроводности стока, а также исключает необходимость использования металла верхней стороны для сливного соединения, что позволяет использовать большее количество металла для подключения источников , К сожалению, если транзисторы устроены так, что все их источники образуют «сетку» (хорошо для подключения), это оставит их основания в виде изолированных островов. В то время как можно было бы управлять металлическими дорожками для соединения всех баз вместе, для этого потребуется либо разделение связанного с источником металла на многие полосы (ухудшение характеристик), либо добавление дополнительного металлического слоя и дополнительного изолирующего слоя (значительно возрастающая стоимость) , Поскольку каждая базовая секция имеет металлический слой для подключения источника, находящегося непосредственно над ним, гораздо проще просто иметь основания, а также источники, которые подключаются к этому.

ответил supercat 4 22014vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 04 Nov 2014 20:41:29 +0300 2014, 20:41:29
2

«Являются ли дискретные 4-выводные МОП-транзисторы не такими полезными?»

Некоторые потенциальные применения включают в себя логический уровень перевода и защиту ИС. Четвертый контакт изменяет влияние внутреннего внутреннего диода на тот, который замыкает выходной сигнал на вход (или наоборот), делая схему асимметричной, на диод, который смещен для сигналов положительного напряжения. Если вы посмотрите на спецификацию для Phillips GTL2000, вы обнаружите, что четвертый терминал внутри IC символически привязан к земле, поскольку он находится в физической конструкции. Если вы хотите дублировать это с помощью дискретных устройств, вам нужно, чтобы четвертый терминал был отдельным. Это позволяет делать один и тот же тип перевода и защиты без строгого предельного максимального напряжения, а также изменять другие параметры, такие как максимальный ток, RDS и т. Д. Этого устройства. GTL2000 имеет 23 FET (22 для данных, один для умного трюка смещения), соединенный с источниками и каждый из которых выталкивается, чтобы разделить штыри, соединения корпуса, все выведенные на одном и том же штыре (земля), и все соединения затвора связанный вместе и выведенный на один штырь, который будет привязан к напряжению, которое создает желаемое напряжение зажима. Другие ИС, которые используются аналогично, имеют аналогичные ограниченные спецификации, кроме одного из максим, что позволяет создавать более высокие напряжения, но имеет два набора последовательностей (с более высоким RDSon для положительного и отрицательного напряжения) и требует отрицательного напряжения смещения или нижнего предела зажима будет препятствовать логическому уровню 0. В результате, если вам нужен двунаправленный логический уровень зажима и входной протектор, который защитит устройство от случайных подключений до 13,8 В, вам нужно катиться самостоятельно. Кто-то уже упомянул приложение коммутатора MOSFET, которое можно было бы расширить, чтобы охватить множество дискретных приложений. И в некоторых случаях отдельные штырьки источника и вкладыши корпуса могут допускать пайку тепла на высоких поверхностных и плавающих транзисторах к плоскости заземления печатной платы без изолятора, а устройства для поверхностного монтажа могут быть припаяны к плоскости заземления. Но это может не обеспечить желаемые преимущества из-за более высоких внутренних сопротивлений.

Учитывая, что большинство инженеров, вероятно, никогда не держали в руках 4 терминальных устройства, существует множество умных приложений, которые, возможно, не были ограничены поставкой.

ответил whitis 24 +03002017-10-24T08:03:42+03:00312017bEurope/MoscowTue, 24 Oct 2017 08:03:42 +0300 2017, 08:03:42
1

Это так, потому что если вы управляете МОП-транзистором, как это обычно делается (смещение обратного диода корпуса), нет разницы, если Bulk подключен к источнику или к еще более отрицательному (N-каналу) напряжению более положительный (P-канал), чем Источник.

Если вы хотите построить свои собственные логические ворота, шлюзы передачи и т. д. с одиночными N-и P-канальными MOSFETS, CMOS-IC 4007, вероятно, вы ищете, поскольку не все из 6 MOSFET-модулей могут быть включены (одна пара P- /N-каналов настроена как инвертор, одна пара частично подключена к V + и GND, только одна пара полностью свободна).

Ниже приведены примеры .

ответил Curd 4 22014vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 04 Nov 2014 18:27:24 +0300 2014, 18:27:24
0

Вероятно, производители не хотят использовать более дорогой пакет (4 контакта против 3) для рабочего режима, который снизил производительность (эффект затвора), который очень мало кто будет использовать.

Я сомневаюсь даже в том, что вы беспокоитесь об этой детали, когда какой-либо сдержанный транзистор настолько удален по производительности от транзистора на чипе, что делает любые сравнения производительности спорными. Просто назовите это еще одной вещью, чтобы добавить к списку различий и использовать ее в качестве учебного опыта.

ответил placeholder 4 22014vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 04 Nov 2014 18:40:34 +0300 2014, 18:40:34
0

нет никакой разницы, если Bulk подключен к источнику или к напряжению ... "абсолютно не соответствует действительности. Существует эффект задней задней части, в котором объем модулирует канал с обратной стороны. NMOS в P-субстрате, используемом в эмиттерном повторителе, всегда дает вам коэффициент усиления 0,8, а не 1,0. - placeholder 4 ноября 14 в 15:33

@placeholder: Хорошо, скажем, в большинстве приложений нет разницы ... (как я сказал «нормально»). - Curd 4 ноября 14 в 15:42

@placeholder: Я думаю, вы имеете в виду последователя источника (вместо последователя эмиттера) - Curd 4 ноября 14 в 15:45

Да, источник не эмиттер ... И во всех случаях он проявляется и заметен. Так нормальна, когда присутствует эффект тела. Только транзисторы FD-SOI не имеют этого эффекта (но у них есть другие проблемы) - placeholder 4 ноября 14 в 15:49

... но не во всех случаях это имеет значение; как в примерах, которые я связывал, и для целей, которые я могу предположить, OP будет использовать его. - Curd 4 ноября 14 в 15:57

Вам, ребята, это не хватает. Конечно, есть разница в производительности из-за эффекта тела. Но функционально говоря, подложка должна быть самым отрицательным напряжением в цепи для NMOS и самым положительным напряжением в цепи для PMOS. В противном случае PN-переход между источником на подложку или сливом на напряжение подложки может стать смещенным PN-соединением вперед, и у вас больше не будет функционировать FET.

И если вы привязываете тело к источнику, и вы хотите использовать NFET, скажем, для переключателя выборки, хорошо, что, если напряжение стока будет ниже напряжения источника? OOPS? Когда корпус подключен к источнику питания, вы не можете допустить, чтобы напряжение стока упало ниже напряжения источника. Или его до свидания FET и зелёный диод.

ответил sonic012 10 MarpmTue, 10 Mar 2015 22:00:49 +03002015-03-10T22:00:49+03:0010 2015, 22:00:49

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132