A DMOS technológia, azaz POWER FETek

(Az információk az angol Wiki DMOS lapjáról származnak.)

A DMOS (avagy Double diffused Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor), másik nevén Vertical Diffused MOS (VDMOS), a teljesítmény (Power) FETek egy fajtája. Szerkezetét az alábbi ábra szemlélteti.



Kép:http://www.eetasia.com/ARTICLES/2005JUN/5/2005JUN27_POW_NP03.gif
Egy másik magyarázó ábra: Image:Vdmos cross section en.svg - Wikipedia, the free encyclopedia

Az áram majdnem teljesen függőlegesen folyik át rajta, mivel a Drain a Source-val szemben helyezkedik el. A DMOS megnevezés a technológiai folyamatból ered, mivel diffúziós eljárással készül a P-well (P-kút) kialakítása csak úgy, mint az N+ rétegé.
Ez a függőleges elrendezés sokkal jobban kihasználja a félvezető térfogatot. A névleges feszültsége az eszköznek az N réteg szennyezettésgétől és vastagságától függ csak, míg az áram nagyságát a csatorna nagysága határozza meg.
Egy DMOS eszköz a fenti ábrán látható elemi cellából sok ezer darabot tartalmaz.
Létezik planáris elrendezésű Power MOS is, de általában high-end audió eszközökben használják, mert a telítési tartományban jobb a működése, míg a vertikális FET-eket kifejezetten kapcsoló üzemre tervezték.
Az RdsOn kapcsolt állapotban mérhető ellenállása a DMOS tranzisztoroknak sok elemi összetevőből áll össze (a Source ellenállástól, a félvezető rétegek ellenállásán keresztül a Drain ellenállásáig). A DMOS technológia hathatósan csökkenteni tudta ezt az ellenállást azáltal, hogy több ezer tranzisztort integráltak egy lapkára párhuzamosan kötve és így ellenállásuk replusszolódva adódik össze. Az RdsOn ellenállás nagyrészét az alsó N- réteg ellenállása adja. Ez az ellenállás adja a tranzisztor névleges feszültségét és azzal szoros összefüggésben van. Növekvő névleges feszültséghez magasabb RdsOn tartozik.

Kapcsolóüzem
A MOSFETeket unipoláris kialakításuk teszi alkalmassá a nagyfrekvenciás kapcsolóüzemre, mivel nincs szükség a kisebbségi töltéshordozók eltávolítására.
Az egyetlen korlátozó hatás a belső és szórt kapacitásokból adódik.
Kapacitások fajtái:
Ciss: bemeneti kapacitás a drain és source rövidrezárása mellett.
Coss: kimeneti kapacitás a drain és source rövidrezárása mellett.
Crss: reverse kapacitás a gate és a source rövidrezárása mellett.
Az összefüggés ezen kapacitások között a következő:
Ciss = Cgs + Cgd
Coss = Cgd + Cds
Crss = Cgd

Zavaró hatás: a kivezetések induktív és rezisztív hatása.

Korlátok:
Gate oxid letörés: a gate oxid egy vékony (100nm) oxidréteg, amit a magas gate-source feszültség átszakíthat (~20V).

Maximum Gate-Source feszültség:
A maximum megengedett gate-source feszültség átlépésekor letörés következhet be, ami tönkreteszi a tranzisztort.

Maximum drain áram:
Vegyük figyelembe, hogy a folyamatos üzemben sokkal kisebb áramot visel el a tranzisztor, mint impulzus üzemben. Nagyrészt a melegedés miatt.

Maximum Hőmérséklet

A Latch up: a DMOS egyszerűsítve egy FETre párhuzamosan kötött (parazita) BJT tranzisztorként fogható fel, melynek bázisa lebeg. Ha a BJT bekapcsol, nem lehet lekapcsolni, mivel nincs hozzáférés a BJT bázisához. A BJT tranzisztort a P típusú testen eső feszültség kapcsolhatja be. Elkerüléséhez a test és a source külső összekötésre kerül.