MOSFETについて詳しく説明してくれませんか?動作特性など。できるだけ詳しく説明してください。お願いします。

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A 回答 (1件)

MOSFETってのは「メタルオキサイドセミコンダクタ」の略なんだね。

まあこれは構造のことをいってて、「FET」は「フィールドエフェクトトランジスタ」のりゃくなんだね。
ふつうのトランジスタはバイアス電流に作用する増幅器だけどFETは電界にさようするんだね。
FETの型にはエンハンスト型とディプレッション型の2種類があって,電圧ー電流特性に特徴があらわれるんだよ。
これを詳しくせつめいするにはここだけでは無理だよ!
というわけで,URLをみてね。」

参考URL:http://www.zaiko.kyushu-u.ac.jp/z8/yanagisawa/ya …
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この回答へのお礼

ありがとうござました。参考になりました。

お礼日時:2001/03/27 23:12

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QMOSFETのgm-Vgs特性

MOSFETのgm-Vgs特性のグラフを書きたいのですが、
gmの求め方が分かりません。分かっている値は、Id,Vds,Vgsです。
お願いします。

Aベストアンサー

>>>
そのときのgmは求まりましたが、gm-Vgs特性のVgsの値はどうすればいいんですか。

Vgsは横軸です。

一例を挙げますと、
Vgs=0~0.1のときのΔIdを、Vgs目盛が0.1のところの真上にプロット
Vgs=0.1~0.2のときのΔIdを、Vgs目盛が0.2のところの真上にプロット
Vgs=0.2~0.3のときのΔIdを、Vgs目盛が0.3のところの真上にプロット
・・・・・

あるいは
Vgs=0~0.1のときのΔIdを、Vgs目盛が0.05のところの真上にプロット
Vgs=0.1~0.2のときのΔIdを、Vgs目盛が0.15のところの真上にプロット
Vgs=0.2~0.3のときのΔIdを、Vgs目盛が0.25のところの真上にプロット
・・・・・

本当は後者のほうが良いのかもしれませんが、通常、前者のほうを採用します。


これにて退散・・・

QP型MOSFETの特性(閾値等)について

PMOS-FETの各種特性(Vd-Id、Vg-Id、W-Id、L-Id、W-Vth等)を測定しました。いくつかお聞きしたいことがあるので箇条書きで書くことをご了承ください。

1:ゲート幅を変化させた場合(ゲート長固定)、ゲート幅が増加するにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなっていくのですが、なぜゲート幅が広くなるにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなっていくのでしょうか?

2:↑で、ゲート幅が広くなるにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなると書きましたが、ゲート幅に関係なく閾値電圧をほぼ一定にする方法はないでしょうか?予想などでも構いません。

3:ゲート幅が広くなるにつれIdがほぼ比例に増える理由(Wに比例、Lに反比例することはわかっているのですが、その原理がよく分かりません・・・)

4:狭チャネル効果について

5:分かりやすく参考になるHP、論文など

以上です。基本はある程度かじってますが、電子が出てくるものはどうも苦手です・・・いろいろ調べたり論文を読んだりしたのですが、式などが無数にあり、その式の書き方が結構あったりで調べるうちに余計にわけが分からなくなってしまいました。もしこの中でひとつでも分かるものがあれば教えてください。

PMOS-FETの各種特性(Vd-Id、Vg-Id、W-Id、L-Id、W-Vth等)を測定しました。いくつかお聞きしたいことがあるので箇条書きで書くことをご了承ください。

1:ゲート幅を変化させた場合(ゲート長固定)、ゲート幅が増加するにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなっていくのですが、なぜゲート幅が広くなるにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなっていくのでしょうか?

2:↑で、ゲート幅が広くなるにつれて閾値電圧の変化幅が小さくなると書きましたが、ゲート幅に関係なく閾値電圧をほぼ一定にする方法はないで...続きを読む

Aベストアンサー

1と4について

1は狭チャネル効果です。
素子分離(ソース、ドレインのP型領域の周囲を囲む厚いSiO2の領域のこと)に近いところでは、

a)素子分離の下にイオン注入されているN型不純物が、チャネル(およびソース、ドレイン)の領域にはみ出て、キャリア濃度に影響を与える。

b)素子分離の境目で、素子分離のSiO2膜の膜厚が急峻でない場合、ゲート絶縁膜に素子分離の膜厚が「食い込んだ」ような形状(バーズビーク)となり、その結果、素子分離に近い部分のゲート絶縁膜が厚くなる。



2について

上記から明らかなように、
素子分離の端(境目)の部分でSiO2の膜厚を急峻にする、
素子分離の下の不純物がはみ出ないようなプロセス設計をする。


3について

MOSFETのチャネルというのは、可変抵抗です。
抵抗なのですから、たとえば、電流が流れる幅(チャネル幅)を2倍にすれば、電流値は2倍になります。
簡単な電気回路、すなわち、同じ抵抗値の抵抗を2個、電池に並列つなぎしたときのことを想像してください。
抵抗値が1個の場合に比べて2倍の電流が流れます。
あるいは、抵抗線の抵抗値が断面積に反比例する、ということを思い出してください。
いずれにしろ、通る量が通り道の広さに比例するのは、自然なことです。


5について

30分ぐらい探しましたけど、初心者向けの解説が書かれたサイトは見つかりませんでした。

1と4について

1は狭チャネル効果です。
素子分離(ソース、ドレインのP型領域の周囲を囲む厚いSiO2の領域のこと)に近いところでは、

a)素子分離の下にイオン注入されているN型不純物が、チャネル(およびソース、ドレイン)の領域にはみ出て、キャリア濃度に影響を与える。

b)素子分離の境目で、素子分離のSiO2膜の膜厚が急峻でない場合、ゲート絶縁膜に素子分離の膜厚が「食い込んだ」ような形状(バーズビーク)となり、その結果、素子分離に近い部分のゲート絶縁膜が厚くなる。


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Qこの数値で特性曲線のグラフを書いてくれませんか?お願いします。

この数値で特性曲線のグラフを書いてくれませんか?お願いします。

Aベストアンサー

せめてエクセルかワードに。
読めません。

QMOSFETの動作

DC-DCコンバータなどで使用する場合、フルブリッジやハーフブリッジなどでMOSFETが使用されると思います。

その際、MOSFETのVDS波形は下記のような階段状になります。
0Vから一気に最大電圧まで上昇下降しない理由はどういうことでしょうか?また、途中の中間電位の状態は導通状態なのでしょうか?どういう状態なのでしょうか?
  
     _       _
   _| |_   _| |_
0V_|     |_|     |_

Aベストアンサー

補足すれば,出力にトランス等の誘導性の負荷が接続されると,漏洩インダクタンス,励磁インダクタンス等により出力波形が乱れるため,例示の波形を観測するには抵抗負荷で観測します.

なぜすべてのMOSFETをオフさせるのかとゆうと,上下のMOSFETが同時にオンしたときには,オン抵抗だけでしか制約されない大きな貫通電流が流れて,MOSFETが破損するからです.
MOSFETのスイッチングには時間がかかるため,安全を見込んだ時間(デッドタイムと呼ぶ),上下のMOSFETを同時にオフさせて,同時にオンしないようにしています.
ただし,デッドタイム中は制御不能になるため,制御性に問題がでたり,D級アンプでは歪みが増えたりしますから,デッドタイムは必要最小限にするのが肝要です.

QバイポーラよりMOSFETのほうが動作が遅い理由

バイポーラよりMOSFETのほうが動作が遅いということは知っているのですが、その理由は何なのでしょうか?詳しく教えてくださると助かります。

Aベストアンサー

動作速度というのが何を意味しているのかによりますが、最近のSiプロセスだと、小さなトランジスタ単体の速度(例えば、Ft、Fmaxとか)だと、MOSのほうがバイポーラよりも高いです。
実際、ロジック回路のように、大きな負荷を振る必要がない回路であれば、MOSのほうがバイポーラよりも高速動作します。

ただ、小さなトランジスタならMOSのほうが速いんですが、例えばRFやミリ波用のパワーアンプみたいに、ある程度の負荷を駆動しないといけない(サイズの大きなトランジスタが必要)とかになると、MOSは電圧駆動なためにゲート抵抗の影響がかなり見えてしまうとか、寄生容量がバイポーラよりつきやすいとかあって、総合的に見るとバイポーラのほうが速い、っていう場合も多いです。
それから、MOSは、ノイズや歪みなどの面では、バイポーラにかなり劣るので、プリアンプといったノイズ・歪みに敏感な用途でも使いづらいという面はあります。

一方で、MOSは、安い・小さい・デジタル回路と混載しやすい・低電力(RF・ミリ波で使うなら実際にはバイポーラとそこまで差はないですが)といった、大きな利点もあります。

動作速度というのが何を意味しているのかによりますが、最近のSiプロセスだと、小さなトランジスタ単体の速度(例えば、Ft、Fmaxとか)だと、MOSのほうがバイポーラよりも高いです。
実際、ロジック回路のように、大きな負荷を振る必要がない回路であれば、MOSのほうがバイポーラよりも高速動作します。

ただ、小さなトランジスタならMOSのほうが速いんですが、例えばRFやミリ波用のパワーアンプみたいに、ある程度の負荷を駆動しないといけない(サイズの大きなトランジスタが必要)とかになると...続きを読む


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