MOS的基本元件是MOS管。MOS管是一種電壓控制器件,它的3個(gè)電極分別稱(chēng)為柵極(G)、漏極(D)和源極(S),由柵極電壓控制漏源電流。MOS管根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為P型溝道MOS管和N型溝道MOS管兩種,每種又可按其工作特性進(jìn)一步分為增強(qiáng)型和耗盡型兩類(lèi)。
1、靜態(tài)特性
MOS管作為開(kāi)關(guān)應(yīng)用時(shí),同樣是交替工作在截止與飽和兩種工作狀態(tài)。
N溝道增強(qiáng)型MOS管的開(kāi)關(guān)特性為:當(dāng)柵源電壓vGS<開(kāi)啟電壓VTN時(shí),管子工作在截止?fàn)顟B(tài),類(lèi)似于開(kāi)關(guān)斷開(kāi);當(dāng)柵源電壓vGS>開(kāi)啟電壓VTN(大約在1~2V之間),且漏源電壓加大到一定程度,滿(mǎn)足vDS≥vGS-VTN時(shí),管子工作在飽和狀態(tài),類(lèi)似于開(kāi)關(guān)接通。
P溝道增強(qiáng)型MOS管與N型溝道增強(qiáng)型MOS管所不同的是,其工作電壓vGS和vDS均為負(fù)電壓,開(kāi)啟電壓VTP一般大約在-2.5~-1.0V之間。
2、動(dòng)態(tài)特性
MOS管在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)同樣存在過(guò)渡過(guò)程,但其動(dòng)態(tài)特性主要取決于與電路有關(guān)的充、放電所需的時(shí)間,而MOS管內(nèi)部電荷“建立”和“消散”的時(shí)間很短。
ESD放電造成微電子電路損傷的模式金屬布線與擴(kuò)散區(qū)(或多晶)接觸孔產(chǎn)生火花,使金屬和硅的歐姆接觸被破壞。
使節(jié)點(diǎn)的溫度超過(guò)半導(dǎo)體硅的熔點(diǎn)(1415℃)時(shí),使硅熔解,產(chǎn)生再結(jié)晶,造成器件短路。
金屬化電極和布線熔解、球化,造成電路開(kāi)路。
大電流流過(guò)PN結(jié)產(chǎn)生焦耳熱,使結(jié)溫升高,形成熱斑或熱奔;
導(dǎo)致器件損壞靜電放電引發(fā)的瞬時(shí)大電流(靜電火花)引燃引爆易燃、易爆氣體混合物或電火工品,造成意外燃燒、爆炸事故。
靜電放電使人體遭受電擊引發(fā)操作失誤造成二次事故、靜電場(chǎng)的庫(kù)侖力作用使紡織、印刷、塑料包裝等自動(dòng)化生產(chǎn)線受阻。
第三類(lèi)靜電危害是由于靜電放電的電磁輻射或靜電放電電磁脈沖對(duì)電子設(shè)備造成的電磁干擾引發(fā)的各種事故。
一般說(shuō)來(lái),靜電放電都是在微秒或鈉秒量級(jí)完成的,因此這一過(guò)程是一種絕熱過(guò)程;
放電瞬間通過(guò)回路的大電流,形成局部的高溫?zé)嵩础?/p>
對(duì)微電子器件而言,其靜電放電能量通過(guò)器件集中釋放,其平均功率可達(dá)幾千瓦;
熱量很難從功率耗散面向外擴(kuò)散,因而在器件內(nèi)形成大的溫度梯度,造成局部熱損傷,電路性能變壞或失效。