왜 MOSFET 소스가 화살표로 표시됩니까?

기본 MOSFET에는 소스와 드레인이 있으며 NMOS 또는 PMOS라는 것을 알고 있습니다. source에 화살표로 표시됩니다. 그러나 제작 된 NMOS를 살펴 보자.

여기서 핀이 소스이거나 드레인이 연결에 전적으로 의존한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 연결이 없으면이 장치는 대칭입니다. 그러나 기존 MOSFET 기호를 살펴보십시오. 이 모든 기호는 핀을 소스로, 다른 하나는 드레인으로 표시합니다. 왜 그런 겁니까 ? 이 기호가 장치와 같이 대칭이 아닌 이유는 무엇입니까?

Cadence에서 작업 할 때 회로도 기호에는 모두 소스가 표시되어있는 이러한 유형의 기호가 있지만 제작에 사용될 때는 기호가 아니라 연결에 따라 소스와 드레인이 결정됩니다.

IC MOSFET은 개별 소자와 동일하지 않습니다

측면으로 확산 된 4 단자 MOSFET (예 : CMOS IC를 구성하는 것과 같은)은 대칭 장치입니다. 기판 또는 웰은 (가장 어떤 종류의 FET에 따라) 잠재적 인 최저 또는 최고에 개별적으로 연결되어 있습니다 소스는 기판 / 웰 전위보다 높거나 낮게 상승 될 수있는 반면에 회로.

그러나 역사를 통틀어 제작 된 개별 MOSFET의 99 %와 현재 생산중인 개별 MOSFET의 100 %는 서로 다른 구조를 사용합니다 . 소스와 드레인을 나란히 배치하는 대신 드레인이 바닥에 있고 소스가 게이트는 FET로 절단됩니다. 이것을 수직 MOSFET 이라고하며 , 현대적인 형태로 아래에 설명되어 있습니다 (즉, 트렌치 MOS 구조-초기 수직 MOSFET은 트렌치 대신 게이트에 V- 홈을 사용함). 이들 구조는 본질적으로 비대칭 적이며, 또한 기판에 소스에 연결되도록함으로써 전력 MOS 장치의 놀랍도록 유용한 부분 인 바디 다이오드 를 형성한다 .

화살표는 전류 흐름 방향을 나타내지 않으며 본체와 채널 사이의 PN 접합을 나타냅니다.

4 단자 기호를 사용하는 경우 실제로 대칭 인 경우가 많습니다.

IC 설계에서 설계 키트는 이러한 기호 또는 이와 유사한 것을 사용할 수있는 옵션을 제공해야합니다. 본체는 일반적으로 전체 IC에서 가장 낮은 전위 또는 가장 높은 전위에 묶여 있기 때문입니다. 잘 처리), 반드시 소스와 동일한 터미널에 반드시 필요한 것은 아닙니다.

개별 설계에서는 일반적으로 본체를 소스와 동일한 터미널에 연결하는 것으로 제한됩니다.

PN 접합은 다이오드입니다 (다이오드를 만드는 다른 방법 중 하나). MOSFET에는 두 가지가 있습니다.

P- 도핑 된 실리콘의 큰 덩어리는 몸체 또는 기판이다. 이러한 다이오드를 고려하면 신체가 항상 소스 또는 드레인보다 낮은 전압에 있다는 것이 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 그렇지 않으면 다이오드를 순방향 바이어스하므로 원하는 것이 아닐 수도 있습니다.

그러나 기다려라! BJT는 NPN 재료의 3 층 샌드위치입니다. MOSFET에는 BJT도 포함되어 있습니다.

드레인 전류가 높으면 RDS (on) RDS (on)이 0이 아니기 때문에 소스와 드레인 사이의 채널 양단의 전압도 높을 수 있습니다. 바디 소스 다이오드를 순방향 바이어스하기에 충분히 높으면 더 이상 MOSFET이 없습니다. BJT가 있습니다. 그것은 또한 당신이 원하는 것이 아닙니다.

CMOS 장치에서는 더욱 악화됩니다. CMOS에는 기생 사이리스터를 만드는 PNPN 구조가 있습니다. 이것이 래치 업의 원인입니다.

해결책 : 몸을 소스로 단락시킵니다. 이것은 기생 BJT의 기본 방출기를 단락시켜 단단히 고정시킵니다. "단락"은 기생 인덕턴스와 저항이 높아 기생 BJT의 "유지"가 그렇게 강하지 않기 때문에 이상적으로 외부 리드를 통해이 작업을 수행하지 않습니다. 대신, 당신은 죽을 때 바로 그들을 단락시킵니다.

이것이 MOSFET이 대칭이 아닌 이유입니다. 그렇지 않으면 일부 디자인이 대칭적일 수 있지만 MOSFET처럼 안정적으로 동작하는 MOSFET을 만들려면 해당 N 영역 중 하나를 본체로 단락시켜야합니다. 어느 쪽을하든 지금은 소스가되고, 짧게하지 않은 다이오드는 "바디 다이오드"입니다.

이것은 실제로 이산 트랜지스터에만 해당되는 것은 아닙니다. 4 단자 MOSFET이있는 경우 본체의 전압이 항상 가장 낮은 전압 (또는 P 채널 장치의 경우)인지 확인해야합니다. IC에서 바디는 전체 IC의 기판이며 일반적으로 접지에 연결됩니다. 신체가 소스보다 낮은 전압에 있으면 신체 효과를 고려해야합니다. 접지에 연결되지 않은 소스가있는 CMOS 회로 (아래 NAND 게이트와 같은)를 살펴보면 B가 높으면 가장 낮은 트랜지스터가 켜져 있고 다른 하나가 켜져 있기 때문에 실제로 중요하지 않습니다. 실제로는 그 소스가 접지에 연결되어 있습니다. 또는 B가 낮고 출력이 높으며 아래쪽 두 트랜지스터에는 전류가 없습니다.

:에서 수집 된 드레인과 소스가 다른 이유 : MOSFET?

참고 : 여기에 있어야한다고 생각한 자세한 답변에 너무 만족합니다. Phil Frost 덕분에

소스와 드레인이 항상 같은 것은 아니며, 특히 이산 소자의 경우에 해당하지만, 소스와 드레인에 대해 다른 구조를 가진 다수의 집적 트랜지스터도 있습니다.

집적 트랜지스터는 대칭성이 매우 높으며 드레인과 소스를 서로 바꾸어 사용할 수 있습니다. "소스"터미널의 화살표는 트랜지스터 유형 (NMOS 또는 PMOS)을 나타내는 데 사용되며 때로는 소스 참조되는 기본 트랜지스터 모델에 올바르게 매핑하는 데 사용됩니다. 물론 단자를 드레인 및 소스 교환과 함께 사용할 수 있으며 트랜지스터 모델이 반전됩니다.

마지막으로 트랜지스터가 대칭 적이라는 사실을 설명하기 위해 소스 화살표가없는 디자인 키트가 있습니다.