Förstå kapacitansen av MOSFETs är avgörande för att utforma kretsar som kräver höghastighetsbrytning. Korrekta beräkningar hjälper till att optimera prestanda och minska strömförlust. Denna artikel ger en översikt över nyckelbegrepp och beräkningsmetoder relaterade till MOSFET-kapacitans.

Typer av MOSFET Capacitance

MOSFETs har tre huvudsakliga kapacitanser: gate-to-source (C ]]gs), gate-to-drain (C]]gd]]), och avlopps-till-källa (C]ds]]]])]) [L][L][[L]][L][[[[[[[[[[[[[[[[L]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

Beräkna Gate Capacitance

Gate-to-source capacitance (C]gs[]) kan beräknas med hjälp av gate oxid kapacitans per enhet område (Cox[]) och portområdet (A):

][[]]]][]]] ≤[]] × A[]]

Där C][] beräknas som:

] [[]]] []] = ≤[]]][]]]]][[]]]]]

Påverkan på växlingshastighet

Kapacitans påverkar bytestiden för MOSFETs. Tidskonstanten (א) ges av:

= R × C

där R är motståndet i kretsen. Lägre kapacitans resulterar i snabbare växling, vilket är avgörande i höghastighetsapplikationer.

Praktisk beräkning Exempel

Med tanke på en MOSFET med en gate oxid tjocklek av 2 nm och en oxid dielectric konstant (≤ ]]ox ]) av 3,9 × 8,85 × 10 ]-12 ] F/m, och en gate område av 10 μm × 10 μm, är gate kapacitans beräknas enligt följande:

[]ox[[ = (3,9 × 8,85 × 10 ]]-12 ]]]]) / (2 × 10 ]]]] = 1,72 × 10 ]]]-3 ]] F/m 2 ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

A = 10 μm × 10 μm = 1 × 10 -10[]]] m[]]] 2

]] gram[[] = 1,72 × 10]-3[] × 1 × 10[[]-10[]= 1,72 × 10[]]]]]]