5.5 Der Inversbetrieb



next up previous contents
Next: 5.5.1 Das DC-Verhalten Up: 5 Numerische Bauelementsimulation von Previous: 5.4 Der Kanal

5.5 Der Inversbetrieb

 

In manchen Leistungsschaltkreisen, in denen der DMOS-Transistor als Schalter eingesetzt wird, kann es während des Schaltvorgangs zu einer Umkehrung der Drain-Source-Spannung () kommen. Ein typisches Beispiel dafür sind Schaltnetzteile [8]. In diesem Fall muß auch der Laststrom ,,verkehrt`` durch den Transistor fließen können. Im Fall von Bipolartransistoren schaltet man eine ,,antiparallele Diode`` zwischen Emitter und Kollektor, die, wie ihr Name schon sagt, im Normalbetrieb sperrt und im Inversbetrieb den Strom übernimmt. Der DMOS-Transistor besitzt intrinsisch eine solche Diode, gebildet aus buried layer, Epi-Schicht und der -Implantation zur besseren Kontaktierung des -bodies. Daneben bildet diese Struktur einen parasitären Bipolartransistor, der zusätzlich noch das Sourcegebiet umfaßt. Dieser Bipolartransistor wird automatisch mit der Diode eingeschaltet, da die Kollektor-Basis-Spannung aufgrund der im Basisgebiet abfallenden Spannung, die der Stromfluß im Basisgebiet bewirkt, immer ist (ein Bipolartransistor ist aber sogar bei leicht negativer Kollektor-Basis-Spannung funktionsfähig, er befindet sich dann im übersteuerten Betrieb). Allerdings ist die Stromverstärkung dieses Bipolartransistors extrem schlecht. Er hat einen geringen Emitterwirkungsgrad aufgrund höherer Basis- (-body) als Emitterdotierungskonzentration (Epi-Gebiet). Das stark nichtkonstante -body-Dotierungsprofil erzeugt außerdem ein Driftfeld, das dem Diffusionsstrom entgegengesetzt ist (genau umgekehrt wie in einem ,,normalen`` Bipolartransistor).

Das intrinsische Diodenverhalten des DMOS-Transistors ist jedoch oft zu langsam, um schaltungstechnisch genutzt zu werden. Im folgenden werden Ergebnisse statischer und dynamischer Bauelementsimulationen gezeigt, die das Verhalten des DMOS-Transistors bei Inversbetrieb verdeutlichen sollen.





Martin Stiftinger
Wed Oct 5 11:53:06 MET 1994