TIPOS DE MOSFET - FELLIPE_PRATES

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TRABALHO DE ELETRONICA 
 
ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO – IFTM 
CAMPUS UBERABA PARQUE TECNOLOGICO 
 
 
 
 
FELLIPE AUGUSTO PRATES 
 
 
 
TIPOS DE MOSFET 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UBERABA – 18 nov. 2015 
INTRODUÇÃO 
O Transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico 
(MOSFET) é um dispositivo semicondutor de efeito de campo em circuitos 
digitais ou analógicos. Eles são usados em vários circuitos para conversão de 
voltagens. Um MOSFET tem quatro terminais de semicondutores, chamados 
de fonte (source), comporta (gate), dreno (drain) e corpo. A fonte e dreno 
estão localizados no corpo do transistor, enquanto o gate está acima desses 
três terminais, posicionado entre a fonte e o dreno. O gate é separado dos 
outros terminais por uma fina camada de isolamento. 
Um MOSFET é composto de um canal de material semicondutor (silício) 
de tipo N ou de tipo P e é chamado respectivamente de NMOSFET ou 
PMOSFET. Ao contrário dos transistores bipolares que são basicamente 
dispositivos acionados por corrente, MOSFETs são dispositivos controlados por 
tensão de alimentação. Quando uma tensão é aplicada entre os terminais 
comporta (gate) e fonte (source), o campo elétrico gerado penetra através do 
óxido e cria uma espécie de "canal invertido" no canal original abaixo dele. O 
canal invertido é do mesmo tipo P ou tipo N, como o da fonte ou do dreno, 
assim, ele cria um condutor através do qual a corrente elétrica possa 
passar. Variando-se a tensão entre a comporta e a fonte se modula a 
condutividade dessa camada e torna possível se controlar o fluxo de corrente 
entre o dreno e a fonte. 
 
- TIPOS DE MOSFET 
Double-Diffused MOS (DMOS) 
 
A estrutura MOS duplo difundido como mostrado abaixo era um dos 
esforços bem-sucedidos anteriores na aplicação da tecnologia MOSFET de 
curto canal. O nome "DMOS" vem da sequência em que o substrato p-dopado 
é difundida em primeiro lugar e seguido por altamente dopado n + fonte de 
difusão mais tarde. Outros desenvolvimentos foram feitas no processo DMOS 
para que ele se tornou uma das principais tecnologias de potência FET. Mas o 
primeiro tipo de dispositivos DMOS eram muito grandes em tamanho devido às 
suas estruturas laterais. Devido a isso as suas vantagens foram logo 
compensadas. Como resultado estruturas verticais foram concebidos e 
desenvolvidos. Existem dois principais variações de estruturas verticais 
MOSFET. Uma variação é mostrada na figura abaixo. 
 
 
A maior parte da alta tensão, de alta potência DMOS é construída com a fonte 
e porta localizada na parte superior do chip e o dreno na parte inferior. VDMOS 
tem o poder de resistir a tensões extremamente altas com classificações 
dispositivas se aproxima do intervalo quilovolts. Operacionalmente, não há 
muita diferença entre a estrutura vertical e sua planar ou equivalente 
lateral. Mas VDMOS com tamanho menor chip de ter um rendimento mais 
elevado. Eles também têm uma tensão de ruptura superior. 
VMOS – Vertical MOSFET 
 
O VMOS FET ganha o seu nome a partir do fato de que é "Vertical Metal 
Oxide Silicon". A partir disso, pode-se imaginar que o VMOS FET tem muitas 
semelhanças com tecnologia MOS, mas a estrutura está disposta com um V-
groove que também acrescenta uma outra dimensão ao nome VMOS. 
Comparado ao MOSFET planar disponível comercialmente, o VMOS 
tem valores de resistência de canal menores e especificações de corrente e 
potência maiores. 
No VMOS, os níveis reduzidos de armazenamento de carga 
proporcionam períodos de chaveamento mais rápidos, quando comparados 
àqueles obtidos para a construção planar convencional. 
 
O VMOS FET utiliza uma estrutura diferente. O ponto mais marcante 
sobre o novo dispositivo é a ranhura em V na estrutura que é a chave para a 
operação do dispositivo. Pode ser visto que a fonte está na parte superior do 
dispositivo, e o dreno é na parte inferior. Em vez de fluir horizontalmente como 
no padrão FET, corrente neste dispositivo fluxos verticalmente dando o 
dispositivo seu nome - Vertical Metal Oxide Silicon, VMOS. 
 
 
 
O dispositivo utiliza duas ligações para a fonte e, consequentemente, há 
uma muito grande área através da qual a corrente pode fluir. Isto reduz a 
resistência ON do dispositivo permitindo-lhe lidar com potências muito mais 
elevados do que os FETs convencionais. 
A principal desvantagem do VMOS FET é que a estrutura é mais 
complicado do que um FET tradicional e isto faz com que seja um pouco mais 
caro. 
 
VMOS – Vertical MOSFET 
 
Transistor de efeito ou UMOSFET é uma forma de estrutura de estilo 
"trincheira" vertical utilizados para transistores MOS. Esta forma de 
semicondutores "trincheira" ou tecnologia verticais semicondutores oferece 
vantagens significativas em termos de velocidade e diminuindo a resistência 
ON. Como resultado, muitos fabricantes de semicondutores componentes 
eletrônicos oferecem formas verticais de estrutura para os seus transistores 
MOS. 
O transistor Umos é muito semelhante ao VMOS FET. É um 
desenvolvimento ligeiramente mais tarde do mesmo princípio 
básico. UMOSFETs são capazes de fornecer uma função útil em muitas 
aplicações de energia relativamente elevados, tanto em fontes de alimentação 
e como transistores de potência de RF. 
 
Estrutura UMOSFET 
Pode ser observado a partir do diagrama da estrutura do Umos FET, que 
é muito semelhante ao do FET VMOS. A principal diferença é que a parte 
inferior do V é achatada para dar-lhe uma forma de U - daí o nome Umos. 
Tal como acontece com o VMOS FET, onde a estrutura é muito 
semelhante, o ponto mais marcante sobre o novo dispositivo é o "U" ranhura na 
estrutura que é a chave para a operação do dispositivo. O "U" do sulco executa 
a mesma função que o entalhe em "V" encontrado na VMOS FET. 
 
Pode ser visto que a fonte está na parte superior do dispositivo, e o 
dreno é na parte inferior. Em vez de fluir na horizontal, como no FET padrão, a 
corrente flui neste dispositivo verticalmente. 
 
Estrutura transistor de efeito de campo UMOSFET ou Umos 
 
MOSFET DE POTENCIA 
 
O transistor de efeito de campo de tecnologia MOS, usado como um 
elemento de chaveamento de circuitos de eletrônica de potencia tem uma 
construção típica. A porta é o terminal de controle, que corresponde a base do 
transistor bipolar. Uma da característica do MOSFET é que a porta está 
isolada, por um componente da fonte e do dreno, e portanto, nenhuma corrente 
apreciável flui no terminal da porta . O eletrodo do dreno está em contato com o 
substrato do tipo N, e a metalização da fonte está em contato com regiões do 
tipo N e P. 
 
O MOSFET de Potência é o switch mais usado para baixa voltagem 
(menos de 200V). Pode ser encontrado em várias fontes, conversores DC/DC, 
e controles de motor a baixa voltagem. É essencialmente um dispositivo 
controlado por tensão, contrastando com o transistor bipolar que é um 
dispositivo controlado por corrente. 
 
 
 
A = Região de resistência constante; 
B = Região de corrente constante; 
 
 
MOS de sinal 
 
Encontrar um circuito equivalente que inter-relaciona as mudanças 
incrementais em iD, vGS, vDS, Etc. Uma vez que as mudanças são pequenas, 
o circuito equivalente de pequenos sinais tem apenas elementos lineares (por 
exemplo, capacitores, resistores, fontes controladas. 
Normalmente utiliza-se o Mosfet como amplificador de sinal quando 
opera na região de saturação 
 
 
 
 
 
 
REFERENCIAS 
 
http://www.radio-electronics.com/info/data/semicond/fet-field-effect-transistor/vmos-
transistors.php 
http://hardplus.com.br/blog/?s=mosfethttp://www.pucsp.br/~elo2eng/Aula_11_08.pdf 
http://www.radio-electronics.com/info/data/semicond/fet-field-effect-transistor/umosfet-
basics.php 
http://www.prenhall.com/howe3/microelectronics/pdf_folder/lectures/mwf/lecture12.fm5.p
df 
- http://www.circuitstoday.com/double-diffused-mos-dmos