MOS، مخفف MOSFET است. نام کامل ترانزیستور اثر میدانی نیمه هادی اکسید فلز (MOSFET) است. اساسی ترین و رایج ترین عملکرد ماسفت کنترل روشن و خاموش شدن بین S و D با اعمال ولتاژ به سطح G است و معمولاً به عنوان یک کلید الکترونیکی استفاده می شود.
ساختار اصلی ترانزیستور MOS
MOS عمدتاً دارای ویژگی های زیر است:
1. امپدانس ورودی بالا برای ولتاژ گیت، و گیت ترانزیستور MOS دارای اکسید فیلم عایق است، اما گیت به راحتی توسط الکتریسیته ساکن و ولتاژ بالا شکسته می شود و سپس باعث آسیب غیر قابل برگشت می شود.
2. مقاومت کم، قادر به دستیابی به سطح میلی اهم و تلفات کم.
3. سرعت سوئیچینگ سریع و از دست دادن سوئیچینگ کم.
پارامترهای اصلی مشخصه الکتریکی و نتایج آزمایش واقعی MOS
مشخصات پارامترهای الکتریکی اصلی MOS
با توجه به ویژگی های MOS، رایج ترین پارامترهای مشخصه الکتریکی در استفاده از MOS به شرح زیر است:
• BVDSS (ولتاژ شکست تخلیه منبع)
برای ارزیابی مقاومت ولتاژ بین DS استفاده می شود. برای MOS پرقدرت، ولتاژ مقاومت بین DS معمولاً باید در سطح کیلوولت باشد. هنگام استفاده از PROBE برای آزمایش سطح ویفر، محافظ روغن فلوئور عایق معمولاً برای جلوگیری از آسیب ناشی از تجزیه هوا بر روی سطح تراشه استفاده می شود.
• IDSS (جریان نشت منبع)
جریان نشتی زمانی که کانال DS بسته است و از دست دادن DS MOS در حالت غیر فعال معمولاً در سطح uA است.
• IGSS (جریان نشت دروازه)
جریان نشتی که از طریق دروازه تحت یک ولتاژ دروازه خاص جریان می یابد.
• Vth (ولتاژ آستانه)
ولتاژ دروازه ای که در آن تخلیه شروع به جریان می کند.
• RDS (روشن) (روی مقاومت)
مقاومت هدایت بین DS به از دست دادن انتقال MOS در هنگام روشن شدن مربوط می شود. هرچه RDS (روشن) بزرگتر باشد، از دست دادن MOS بیشتر است. RDS (روشن) معمولاً در سطح m Ω است. هنگام استفاده از PROBE برای آزمایش ویفر، یک محیط تست چهار سیم بین DS استفاده می شود تا تأثیر مقاومت خود پروب فلزی را از بین ببرد. برای آزمایش MOS پرقدرت، از پروب های پرقدرت استفاده می شود و جریان لحظه ای می تواند به سطح صد آمپر برسد.
معمولاً برای هدایت جریان معکوس از بارهای القایی استفاده می شود.
• سیس (خازن ورودی)
Ciss از اتصال موازی ظرفیت تخلیه دروازه Cgd و ظرفیت منبع دروازه Cgs تشکیل شده است. مدار رانندگی و سیس تاثیر مستقیمی بر تاخیر روشن و خاموش شدن دستگاه دارند.
• Coss (خازن خروجی)
Coss از یک خازن منبع تخلیه Cds و یک خازن تخلیه دروازه Cgd تشکیل شده است که به طور موازی متصل شده اند که ممکن است باعث ایجاد تشدید در مدار شود.
• Crss (خازن انتقال معکوس)
ظرفیت انتقال معکوس معادل ظرفیت تخلیه دروازه Cgd است که به عنوان خازن میلر نیز شناخته می شود و یکی از پارامترهای مهم برای زمان خیز و سقوط کلید است که بر زمان تاخیر خاموشی تاثیر می گذارد. ظرفیت ترانزیستور MOS با افزایش ولتاژ منبع تخلیه به ویژه ظرفیت خروجی و ظرفیت انتقال معکوس کاهش می یابد.
هزینه های Qgs، Qgd، Qg- gate
مقدار شارژ گیت نشان دهنده شارژ ذخیره شده در ظرفیت بین پایانه ها است. در لحظه سوئیچینگ، بار ذخیره شده در گیت با ولتاژ تغییر می کند و تأثیر شارژ گیت اغلب هنگام طراحی مدارهای محرک دروازه در نظر گرفته می شود.
منحنی مشخصه خروجی
رابطه ID-VDS بین جریان عبوری از تخلیه و ولتاژ اعمال شده بین تخلیه و منبع تحت VGS های مختلف.
منحنی مشخصه انتقال
رابطه بین جریان تخلیه و ولتاژ منبع دروازه (ID-VGS) در ناحیه اشباع ترانزیستور MOS تحت یک VDS خاص.
قابلیت تست پارامتر مشخصه الکتریکی GRGTEST MOS
GRGTEST مجهز به یک ابزار گرافیکی پرقدرت و پلت فرم تست پروب است که می تواند تست پارامترهای مشخصه الکتریکی را روی ترانزیستورهای MOS در سطح بسته و سطح ویفر (قبل از بسته بندی و پس از باز کردن) انجام دهد.
محیط آزمایش اختصاصی MOS مجهز به GRGTEST که می تواند به حداکثر ولتاژ تخلیه منبع 3 کیلو ولت (HVSMU، ماژول ولتاژ بالا)، حداکثر جریان 1.5 کیلو آمپر (UHCU، ماژول جریان بالا)، حداکثر ولتاژ دروازه 100 ولت، دقت جریان دست یابد. 10fA، و دقت ولتاژ 25 μ V. برای آزمایش پارامترهای دینامیکی، محدوده فرکانس می تواند به 1kHz ~ 1MHz برسد، و محدوده آزمایش خازنی مشخصه MOS می تواند به 100fF~1 μF برسد.
پلت فرم تست کاوشگر