VDMOS结构等效电路及电路图形符号解析

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：VDMOS结构的等效电路及电路图形符号如图4-5所示。其中npn晶体管的发射区、基区及集电区分别为n+源区、p体区及漏区。图4-5 VDMOS的寄生参数、等效电路及电路图形符号此外，因VDMOS采用多个元胞并联，由栅极下方的n-漂移区和两侧的p体区自然形成了一个JFET结构，因为在任何工作条件下JFET都不会工作，它只是作为一种寄生电阻效应而存在，故在图4-5a、b中没有标出。

VDMOS结构的等效电路及电路图形符号如图4-5所示。除了有一个寄生的npn 晶体管外，还有一些寄生电容和电阻。其中npn晶体管的发射区、基区及集电区分别为n⁺源区、p体区及漏区。寄生电容包括栅-源电容C_GS、栅-漏电容C_GD、漏^-源电容C_DS，寄生电阻包括多晶硅栅极电阻R_G、npn晶体管的p体区横向电阻R_B及n^-漂移区电阻R_D。当VDMOS工作时，如果寄生的npn晶体管导通，会导致其栅极失控而失效。为了避免寄生的npn晶体管导通，通常将p体区和发射区通过源区金属化短路，并缩小源区尺寸，或者在元胞制作之前先通过B⁺注入或扩散形成一个较深的p⁺阱区（见图4-5a），以限制其p体区的横向电阻R_B。由于这种设计要求，使得VDMOS的源极与漏极之间寄生了一个pin二极管，其中p⁺阱区为阳极，n⁺漏极区为阴极，通常称该二极管为体二极管。当VDMOS漏、源之间加很高的正向电压时，体二极管首先发生穿通击穿，可以起到过电压保护作用；当漏、源之间加反向电压时，体二极管导通，可以起到续流作用。为了减小体二极管的反向恢复特性对VDMOS开关特性的影响，需要对其中的少子寿命进行控制，或采用肖特基接触代替源极欧姆接触而形成MPS二极管^[12，13]。

图4-5 VDMOS的寄生参数、等效电路及电路图形符号

此外，因VDMOS采用多个元胞并联，由栅极下方的n^-漂移区和两侧的p体区自然形成了一个JFET结构（其中p体区相当于JFET的栅极，n^-漂移区相当于沟道），因为在任何工作条件下JFET都不会工作，它只是作为一种寄生电阻效应而存在，故在图4-5a、b中没有标出。

当R_B很小时，npn晶体管不工作，相当于一个体二极管（见图4-5b），于是VDMOS相当于一个MOSFET与二极管的反并联，其电路图形符号如图4-5c所示。

VDMOS结构等效电路及电路图形符号解析

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