Answers:
误解:制造商共谋在分立元件中放置内部二极管,因此只有IC设计人员才能使用4端子MOSFET进行出色的处理。
真相:4端子MOSFET并不是很有用。
任何PN结都是二极管(在其他制造二极管的方法中)。MOSFET有两个,就在这里:
大部分的P掺杂硅是主体或衬底。考虑到这些二极管,可以看出,人体始终处于比源极或漏极低的电压,这一点非常重要。否则,您将二极管正向偏置,这可能不是您想要的。
但是,等等,情况变得更糟!BJT是NPN材料的三层三明治,对吗?MOSFET还包含一个BJT:
如果漏极电流很高,则源极和漏极之间的沟道两端的电压也可能很高,因为不为零。如果它足够高,可以对体源二极管进行正向偏置,那么您就不再需要MOSFET了:您拥有了BJT。这也是不是你想要的。
在CMOS器件中,情况更糟。在CMOS中,您具有PNPN结构,可构成寄生晶闸管。这就是导致闩锁的原因。
解决方案:将主体短接至源头。这使寄生BJT的基极-发射极短路,使其牢固地保持住。理想情况下,您不要通过外部引线来执行此操作,因为那样的话,“短路”也将具有较高的寄生电感和电阻,从而使寄生BJT的“抑制”能力不那么强。相反,您会在即将死时将它们做空。
这就是MOSFET不对称的原因。可能某些设计原本是对称的,但是要使MOSFET可靠地表现得像MOSFET,则必须将这N个区域之一短路到人体。无论您对哪个人执行此操作,它现在都是源,没有短路的二极管就是“体二极管”。
实际上,这并不是分立晶体管所特有的。如果确实有4端子MOSFET,则需要确保主体始终处于最低电压(对于P沟道器件,则始终为最高电压)。在集成电路中,主体是整个集成电路的基板,通常将其接地。如果人体的电压低于电源电压,则必须考虑人体效应。如果您看一下CMOS电路,其中有一个未接地的源极(如下面的“与非”门),那没关系,因为如果B为高电平,则最低的晶体管导通,而另一个则导通。实际上,其上方的电源确实接地了。或者,B为低电平,输出为高电平,下面两个晶体管中没有电流。
从物理设备的角度来看,它们是相同的。但是,当生产分立的FET时,衬底会形成一个内部二极管,其阴极在漏极,源极在阳极,因此必须将标记的漏极端子用作漏极,将标记的源极端子用作源极。