Любой PN переход является диодом (среди прочих способов изготовления диодов). У MOSFET есть два из них, прямо здесь:
Этот большой кусок кремния, легированного P, представляет собой корпус или подложку. Рассматривая эти диоды, можно заметить, что очень важно, чтобы тело всегда находилось под более низким напряжением, чем источник или сток. В противном случае вы смещаете диоды вперед, и это, вероятно, не то, что вы хотели.
Но подождите, это становится хуже! BJT - это трехслойный сэндвич из материалов NPN, верно? МОП-транзистор также содержит BJT:
Если ток стока является высоким, то напряжение на канале между истоком и стоком также может быть высоким, поскольку RDS (включено) RDS (включено) не равно нулю. Если он достаточно высок для прямого смещения диода источника тела, у вас больше нет МОП-транзистора: у вас есть BJT. Это также не то, что вы хотели.
В CMOS-устройствах это становится еще хуже. В CMOS у вас есть структуры PNPN, которые создают паразитный тиристор. Это то, что вызывает latchup.
Решение: закорочить тело до источника. Это шортит базовый излучатель паразитного BJT, прочно удерживая его. В идеале вы не делаете это через внешние выводы, потому что тогда «короткие» также будут иметь высокую паразитную индуктивность и сопротивление, делая «сдерживание» паразитного BJT не таким сильным. Вместо этого вы их коротаете прямо на кубике.
Вот почему МОП-транзисторы не являются симметричными. Может случиться так, что некоторые конструкции в противном случае будут симметричными, но чтобы сделать МОП-транзистор, который надежно ведет себя как МОП-транзистор, вы должны закорочить одну из этих N областей на теле. В зависимости от того, что вы делаете, теперь это источник, а диод, который вы не замкнули, - это «диод корпуса».
Это не что-то конкретное для дискретных транзисторов, на самом деле. Если у вас есть 4-контактный полевой МОП-транзистор, вам необходимо убедиться, что корпус всегда находится под самым низким напряжением (или самым высоким для устройств с P-каналом). В микросхемах тело является основой для всей микросхемы, и обычно оно заземлено. Если тело находится под более низким напряжением, чем источник, то вы должны учитывать эффект тела. Если вы посмотрите на схему CMOS, где есть источник, не подключенный к земле (как, например, затвор NAND ниже), это не имеет значения, потому что, если B высокий, то самый нижний транзистор включен, а тот выше это на самом деле имеет свой источник, связанный с землей. Или, B низкий, а выход высокий, и в двух нижних транзисторах тока нет.
Собрано из:
MOSFET: Почему сток и источник разные?
К вашему сведению: я слишком доволен этим подробным ответом, что я думал, что это должно быть здесь. Спасибо Филу Фросту