01 MOSFET介绍
若是说晶体管能够被称为20世纪最伟大的发明，，， ，那么毫无疑问，，， ，MOSFET在其中功不可没。。。。。1925年，，， ，关于MOSFET基来源理的专利揭晓，，， ，1959年贝尔实验室发明了基于此原理的MOSFET结构设计。。。。。时至六十年后的今天，，， ，大至功率变换器，，， ，小至内存、CPU等种种电子装备焦点元件，，， ，无一不必到MOSFET。。。。。
02 MOSFET事情基来源理
基本看法-半导体
金属质料可以导电，，， ，绝缘质料不导电，，， ，那怎么样实现一个工具既能够导电又能够不导电？？？？那就是半导体。。。。。MOSFET作为一种半导体器件，，， ，我们需要它实现的功效按最简朴话来说就是既能够实现电路的通，，， ，又能够实现电路的断。。。。。放在数字电路里，，， ，这就是实现0和1的方法，，， ，在功率电路里，，， ，这就是实现PWM转换器事情的基本手段。。。。。
怎样实现通？？？？当质料内部具有自由移动的电子（负电荷）或者空穴（正电荷）的时间就是导通的（若是说电子或空穴被晶格约束，，， ，那么同样无法导电），，， ，保存载流子的时间质料是导通的。。。。。怎样实现断？？？？那就是将一定区域内的自由载流子去除，，， ，质料就不可够导电了，，， ，从而抵达阻断电流的作用。。。。。
我们现在用得最多的半导体质料，，， ，好比硅（Si），，， ，是Ⅳ族元素，，， ，自己最外层电子为4，，， ，可以形成稳固的晶格结构，，， ，因此它自己是无法导电的，，， ，如下图所示，，， ，所有电子和原子核都被牢牢约束在稳固的结构中出不来，，， ，以是没有自由移动的电荷。。。。。
稳固的Si结构
而当质料中掺杂了其他元素，，， ，好比说Ⅲ族或者Ⅴ族元素，，， ，甚至其他元素，，， ，取代了晶格中的位置。。。。。掺杂Ⅴ族元素，，， ，结构中就有了除了最外层4个以外的一个电子（即大都载流子为电子），，， ，掺杂了Ⅲ族元素，，， ，结构中就缺了一个电子组成稳固结构，，， ，即形成一个空穴（即大都载流子为空穴）。。。。。如下图所示，，， ，左图为掺杂Ⅴ族元素的示意图，，， ，Ⅴ族元素最外层有五个电子，，， ，四个电子加入形成共价键，，， ，因此还剩余一个电子；；；右图为掺杂Ⅲ族元素的示意图，，， ，Ⅲ族元素最外层有三个电子，，， ，只有三个电子用于形成共价键，，， ，因此留下一个空穴。。。。。为了利便，，， ，可以直接将电子和空穴明确成负电荷和正电荷。。。。。
掺杂后的结构
由于带电粒子在电场中会爆发移动，，， ，若是在电场的作用下，，， ，使得结构中的电子和空穴都跑掉了，，， ，那么这个区域不保存自由移动的载流子，，， ，因此区域就不再导电，，， ，这样的区域称为耗尽区（载流子被电场耗�。。。。。�。。。。。牢切记着，，， ，耗尽区内不保存自由移动的载流子，，， ，因此是断开状态。。。。。MOS的焦点原理就是使用电场的作用，，， ，使得一定区域时而导电时而断开。。。。。
MOSFET焦点部分
提起MOSFET，，， ，我们不禁要问，，， ，为什么叫MOSFET？？？？MOSFET全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，，， ，即金属氧化物半导体场效应晶体管。。。。。这个名字现实上是跟其结构息息相关，，， ，我们看下图中的焦点结构（仅仅是取其中局部举行解说）。。。。。从上往舷菇廖是金属、氧化层、掺杂的半导体质料，，， ，连起来就是Metal-Oxide-Semiconductor，，， ，有其名必有其因。。。。。
平行极板模子
那作甚Field-Effect Transistor？？？？
这里的Field自然指电场，，， ，以是FET现实上就是指这种器件是电场驱动的晶体管。。。。。若是在上下极板加上正电压，，， ，就会在质料中建设电场，，， ，如下图所示，，， ，其中绿色的线为电场线。。。。。
由于图中这里所示为P掺杂（Ⅲ族元素掺杂），，， ，红色区域中保存空穴（也就是正电荷），，， ，在外加电场的作用下，，， ，正电荷就会往下脱离，，， ，从而在上外貌形成不含有自由载流子的区域，，， ，也就是耗尽区（depletion region）。。。。。
耗尽层的形成
而施加的电压足够高时，，， ，将把耗尽层内的空穴进一步驱赶，，， ，并吸引电子往上外貌运动，，， ，在上外貌群集可以导电的电子，，， ，从而形成N型半导体，，， ，从而形成反型层（Inversion layer, 之以是叫反型层是指在电场作用下，，， ，该区域内的自由载流子与掺杂形成的半导体载流子相反）。。。。。一样平常我们将最先形成反型层时施加的电压称为门槛电压。。。。。反型层也就是我们后面要提到的导电沟道（沿水平偏向形成导电沟道）。。。。。
反型层的形成
导电沟道形成的图：
反型层形成仿真图
MOSFET事情原理
以平面增强型N沟道MOSFET为例，，， ，基本结构如下图所示。。。。。�？？？梢钥吹�，，， ，从左到右为NPN的掺杂，，， ，在扩散作用下，，， ，会自然形成像图中所示的深红色的耗尽区(depletion region)，，， ，凭证前面所述，，， ，耗尽区是不可导电的，，， ，因此漏极(Drain)到源极(Source)在未加外加电场的时是断开的，，， ，因此该结构是Normal off的结构。。。。。
MOSFET normal off
注重到，，， ，图中正中心区域就是之前讲的焦点部分，，， ，从上往下，，， ，橘黄色，，， ，黄色，，， ，浅红色依次为金属、氧化物、P掺杂。。。。。那么又是怎样控制MOSFET导通的呢？？？？使用沟道。。。。。
当 Vgs>0，，， ，会最先在氧化层下面首先形成新的耗尽层（depletion region)，，， ，如下如所示。。。。。
耗尽层形成
当 Vgs>Vth，，， ，形成反型层，，， ，如下图所示。。。。。
反型层形成
由于反型层相当于N掺杂的半导体，，， ，因此D和S直接直接连通，，， ，因此MOSFET导电沟道形成，，， ，进入导通状态。。。。。
03 MOSFET输出特征
如下图所示为增强型N沟道MOS输出特征。。。。。
关于上图所示的MOS，，， ，有三种事情区域
04 MOSFET符号与命名
MOSFET各人族
门极符号
MOSFET差别于JFET，，， ，在Gate是不与导电沟道相连的，，， ，是有一层氧化绝缘层的，，， ，因此从符号中可以看出，，， ，MOSFET中Gate和沟道是由误差的，，， ，也就是有两条竖线，，， ，或者一条竖线与三段虚线，，， ，而JFET则是一条竖线。。。。。另外，，， ，仔细的你可能还会发明，，， ，有的Gate形状为“L”，，， ，有的则是“T”，，， ，若是是“L”，，， ，意味着Gate和Source在物理结构上靠得更近。。。。。
沟道形状
增强型MOSFET在未加外部电压时为断开(normal off)，，， ，而耗尽型MOSFET则在未加外部电压时为导通（normal on）。。。。。以是增强型MOSFET的沟道为三段虚线，，， ，意味着还未导通，，， ，而耗尽型MOSFET的沟道则是一条直线。。。。。
箭头偏向
关于含有bulk connection的MOSFET，，， ，区分P沟道与N沟道就是靠箭头偏向。。。。。箭头偏向遵照一个准则，，， ，P指向N，，， ，若是沟道是P，，， ，则由沟道指向外，，， ，若是沟道是N，，， ，则由外指向沟道。。。。。
05 MOSFET介绍市场及应用
中国MOSFET器件市场中，，， ，英飞凌排名第一，，， ，中国本土企业中，，， ，华润微电子、扬杰科技、闻泰收购的安世半导体和吉林华微电子进入前十。。。。。中国MOSFET市场下游需求迅速扩大的大情形下，，， ，中国MOSFET行业的产销规模在一直扩大，，， ，对外洋产品的入口替换效应一直凸显。。。。。现在，，， ，我国超等结MOSFET的市场加入者以国际大厂为主，，， ，但其产品价钱相对较高。。。。。
受益于国家工业政策帮助和行业手艺水平提升等多重利好因素，，， ，我国MOSFET企业通过产品的高性价比一连提高市场占有率，，， ，国产化水平一直提升。。。。。功率MOSFET特殊是超等结MOSFET高端分立器件产品由于其手艺及工艺的重漂后，，， ，还较洪流平上依赖入口，，， ，未来入口替换空间重大。。。。。
2023年中国MOSFET市场规模约为56.6亿美元。。。。。在下游的应用领域中，，， ，消耗电子、通讯、工业控制、汽车电子占有了主要的市场份额，，， ，其中消耗电子与汽车电子占比最高。。。。。在消耗电子领域，，， ，主板、显卡的升级换代、快充、Type-C接口的一连渗透一连发动MOSFET器件的市场需求。。。。。在汽车电子领域，，， ，MOSFET器件在电动马达辅助驱动、电动助力转向及电机驱动等动力控制系统，，， ，以及电池治理系统等功率变换模�？？？榱煊蚓┱怪饕饔�，，， ，有着辽阔的应用市场及生长远景。。。。。
06 车规级MOSFET认证AEC-Q101
AEC即Automotive Electronics Council，，， ，是美国汽车电子委员会的简称。。。。。AEC由克莱斯勒，，， ，福特和通用汽车提倡并建设于1994年，，， ，现在会员普遍全球各大汽车厂、汽车电子和半导体厂商，，， ，切合AEC规范的零部件均可被上述三家车厂同时接纳，，， ，增进了零部件制造商交流其产品特征数据的意愿，，， ，并推动了汽车零件通用性的实验，，， ，为汽车零部件市场的快速生长打下基础。。。。。AEC-Q为AEC组织所制订的车用可靠性测试标准，，， ，是零件厂商进入汽车电子领域，，， ，打入一级车厂供应链的主要门票。。。。。
① AEC-Q101认证是车规级分立半导体器件的准入门槛
AEC-Q101是基于失效机理的分立半导体器件应力测试判断，，， ，由AEC委员会制订，，， ，适用于车用分立半导体器件的综合可靠性测试认证标准，，， ，是分立器件应用于汽车领域的基本门槛。。。。。首版于1996年刊行，，， ，现在沿用的最新标准为2021年3月1日宣布的E版本。。。。。
AEC Q101标准是分立半导体器件（依产品类型、封装形貌及取样数目的要求）执行并通过的须要测试项目。。。。。
② 要求通过AEC-Q101标准的分立器件
二极管、齐纳二极管、稳压二极管、整流二极管、TVS管、MOSFET、IGBT等
③ AEC-Q101产品验证流程
④ AEC-101测试项目分组
各项参数测试：如性能测试、外观、参数验证、物理尺寸、热阻、雪崩耐量、短路可靠性、介质完整性等；；；
情形应力实验：凭证军用电子器件情形顺应性标准和汽车电子通用情形顺应性标准，，， ，执行器件的应力实验，，， ，如高温反偏、高温栅偏压、温度循环、高压蒸煮、HAST、高温高湿反偏、高温高湿事情、间歇事情寿命、功率温度循环、常加速、振动、攻击、气密性等；；；
工艺质量评价：针对封装、后续电子组装工艺，，， ，以及使用可靠性举行的响应元器件工艺质量评价，，， ，如ESD、DPA、端子强度、耐溶剂试验、耐焊接热、可焊性、绑线拉力剪切力、芯片推力、无铅测试等。。。。。
⑤ 人生就是搏测试能力及AEC-101手艺要求
关于人生就是搏
人生就是搏集团（以下简称"NTEK"）建设于2009年，，， ，总部位于深圳，，， ，主要从事智能网联汽车、电子通讯、新能源的研发验证、磨练检测、失效剖析、仿真模拟和市场准入等质量研究手艺效劳。。。。。
人生就是搏拥有富厚的车规级电子认证履历，，， ，已乐成资助100多家企业顺遂通过AEC-Q系列认证。。。。。人生就是搏集团以车企车规元器件国产化需求为牵引，，， ，依托国产半导体工业基础，，， ，提供完善的检测认证效劳，，， ，通过AEC-Q车用标准严酷把控汽车元器件清静质量，，， ，助力国产车规级元器件鼎力大举生长，，， ，为打造智能汽车清静系统再添新动力。。。。。
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