EPAD MOSFET 專為實現(xiàn)器件電氣特性的出色匹配而設(shè)計。這些器件專為實現(xiàn)最小失調(diào)電壓和差分熱響應(yīng)而構(gòu)建。由于集成在同一塊單片芯片上，它們還具有出色的溫度系數(shù)跟蹤特性。

這些 EPAD MOSFET 器件專為低電壓(1V 至 10V 或 +/-0.5V 至 +/-5V)或超低電壓(低于 1V 或 +/-0.5V)系統(tǒng)中的開關(guān)和放大應(yīng)用而設(shè)計。這些器件還具有低輸入偏置電流，除了成對的電氣特性外，每個單獨(dú)的 EPAD MOSFET 還具有嚴(yán)格控制的參數(shù)，從而實現(xiàn)可靠且嚴(yán)格的設(shè)計限制。例如，對于 Vgs(th) 范圍為 +/-0.3V 的傳統(tǒng) MOSFET，設(shè)計必須允許在 Vgs = Vds = 2.0V 時 Ids 范圍為 +/- 0.4 mA。然而，使用 Vgs(th) 范圍為 +/- 0.01V 的 ALD110808，設(shè)計必須允許 Ids 范圍僅為大約 +/- 0.01 mA。即使來自不同制造批次的單元也具有相應(yīng)的匹配良好的特性。因此，這些器件非常適合需要在同一封裝中或不同封裝中的多個器件之間進(jìn)行匹配的應(yīng)用。

EPAD MOSFET 應(yīng)用環(huán)境

· 低電壓：1V 至 10V 或 +/- 0.5V 至 +/- 5V

· 超低電壓：小于 1V 或 +/- 0.5V

· 低功耗：電壓 x 電流 = 以微瓦為單位測量的功率

· Nanopower：電壓 x 電流 = 以納瓦為單位測量的功率

· 精密匹配和跟蹤電路

EPAD MOSFET I-V 特性

顯示了 EPAD MOSFET 陣列系列的電氣特性。描繪了 EPAD MOSFET 導(dǎo)通漏極電流與漏極電壓特性的關(guān)系，它是等于或高于閾值電壓的柵極電壓的函數(shù)。由于閾值電壓受到精確控制，與典型的傳統(tǒng) MOSFET 相比，給定柵極電壓輸入下的漏極電流控制更加均勻。

應(yīng)該注意的是，EPAD MOSFET 陣列系列的所有成員都符合標(biāo)準(zhǔn) MOSFET 行為，可以在使用傳統(tǒng) n 溝道 MOSFET 的地方使用。關(guān)鍵的差異化因素在于，當(dāng) Vgs(th) 現(xiàn)在是一個精確控制的參數(shù)時，電路和系統(tǒng)中的許多新設(shè)計拓?fù)鋱D和設(shè)計技術(shù)現(xiàn)在成為可能。這是一個可能在第一印象中并不明顯的啟示。然而，過去接受某些設(shè)計挑戰(zhàn)但遇到基本障礙的工程師可能希望重新審視這些死胡同的結(jié)果，因為現(xiàn)在通過這些 EPAD MOSFET 提供給他們的支持技術(shù)可以讓他們進(jìn)入實際的電路實施階段.

由以下等式近似得出的經(jīng)典 MOSFET 器件行為也適用于 EPAD MOSFET。對于 EPAD MOSFET，線性區(qū)域中的漏極電流(其中 Vds < vgs="" –="" vgs(th))="" is="" given="" by:="">

Id= (kW/L).[Vgs – Vgs(th) – Vds/2].Vds

k = u。Cox

u 是載流子遷移率

Cox 是柵電極單位面積的電容

Vgs 是柵源電壓

Vth 是導(dǎo)通閾值電壓

Vds 是漏源電壓

W 和 L 分別是溝道寬度和溝道長度

對于較小的 Vds 值，Vds 與 Ids 的關(guān)系近似于線性電阻器的關(guān)系。Ids 值與 Vds 值成正比，該器件可用作柵極電壓控制電阻器。

對于較高的 Vds 值，其中 Vds >= Vgs – Vgs(th)，EPAD MOSFET 的溝道處于器件特性的夾斷區(qū)，飽和電流 Ids 近似由下式給出：

Ids = (kW/L)。[Vgs – Vgs(th)] 2

EPAD MOSFET 亞閾值電壓操作

在閾值電壓或閾值電壓以下時，EPAD MOSFET 在稱為亞閾值區(qū)域的工作區(qū)域中表現(xiàn)出關(guān)斷特性。這是一個 EPAD MOSFET 傳導(dǎo)通道作為施加的柵極電壓的函數(shù)快速關(guān)閉的區(qū)域。柵電極上的柵極電壓感應(yīng)的溝道呈指數(shù)下降，因此導(dǎo)致漏極電流呈指數(shù)下降。然而，通道不會隨著柵極電壓的降低而突然關(guān)閉，而是以每十年電流降低約 110 mV 的固定速率降低。

因此，例如，如果 EPAD MOSFET 器件的閾值電壓為 0.2V，則其漏極電流 Ids 在 Vgs = 0.2V 時為 1μA (Vds = 0.1V)。在 Vgs = 0.09V 時，Ids 降至 0.1μA。由此推斷，在 Vgs = -0.02V 時，漏極電流為 0.01 μA(或 10 nA);Vgs = –0.13V 時為 1nA;等等。

顯示了 MOSFET 陣列系列的所有成員，它們具有適當(dāng)?shù)钠叫衼嗛撝登€，這些曲線根據(jù)產(chǎn)品的不同 Vgs(th) 進(jìn)行線性調(diào)整。是 Ids 與 Vgs 的曲線，其中 Vgs 是相對于 Vgs(th) 表示的。這種亞閾值曲線行為適用于 EPAD MOSFET 系列的所有成員。

在電路設(shè)計人員定義為“零電流”的漏極電流處，現(xiàn)在可以計算和估算零電流下的 Vgs 電壓。例如，如果特定設(shè)計的零電流指定為 10 nA，則該電流水平下的 Vgs 電壓大約比 Vgs(th) 低 220 mV。請注意，在這個 Vgs(th) = 0.2V 的示例中，當(dāng)柵極處于零伏(接地)時，其 ID 仍徘徊在 20 nA 左右。

通過精確控制 EPAD MOSFET 中的 Vgs(th)，現(xiàn)在可以更輕松地在亞閾值區(qū)域偏置和操作 EPAD MOSFET。當(dāng)考慮到適當(dāng)?shù)脑O(shè)計余量并使用適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計時，可以在該亞閾值區(qū)域中偏置設(shè)備并以模擬模式或數(shù)字模式運(yùn)行。

在亞閾值區(qū)域操作的一些關(guān)鍵特征和注意事項是：

* 非常低的工作電源電壓

* 非常低的信號電壓擺幅

* 涉及的工作電流水平非常低

* 超低功耗

* 無需使用高值電阻器即可在輸入和輸出端實現(xiàn)非常高的阻抗

* 指數(shù) I 到 V 特性

* 獨(dú)特的跨導(dǎo)行為設(shè)備在這個操作區(qū)域。