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MOSFETのバックゲート
MOSFETのバックゲート電圧を動的に制御することで 寄生ダイオードを等価的に消せるという認識は正しいのでしょうか？ 具体的には NchMOSFETで、ソース側に寄生ダイオードのアノード ドレイン側に寄生ダイオードのカソードとなるように等価回路を描いたとき NchMOSFETがOFF状態（ドレイン－ソース間に電流が流れていない状態）で バックゲート電圧を制御する事により、寄生ダイオードを等価回路から消す （NchMOSFETがOFF状態を維持したまま） というイメージです。 上記認識が正しいのであれば NchMOSFETがON状態で、ソースからドレイン方向に電流が流れ NchMOSFETがOFF状態になった際に 寄生ダイオードへの逆バイアスによるリカバリー電流を バックゲート電圧を制御する事でキャンセルできるのかが 最終的には知りたいです。 すみませんが、どなたかご教授願います。
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- bogen555
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回答NO.4です。 ご質問内容と少し離れますが、NO.6の方の回答で「縦型パワーMOSFETにはバックゲートはありません。」と言い切っておられます。しかし、これは間違いなので誤解なさらないようにと思い少し説明させていただきます。 縦型パワーMOSFETの断面構造の図を添付しました。図でソース端子がつながっている青い層はアルミまたは銅のメタル（金属）です。このメタル層にソースのｎ＋層とバックゲートのP層がオーミックな接合でつながっています。 また、図で黄色で示した部分はゲート－ソース間に正の閾値以上の電圧が加えられた時にFETがONしてる状況で発生するチャンネル（ｎチャンネル）を表してます。バックゲートの電圧VBSはFETがONする閾値に影響を与えます。VBSの平方に比例してFETの閾値は変化しますのでVBSは必ず一定の電圧に固定しておかなければなりません。ですから、「縦型パワーMOSFETにはバックゲートはありません。」ということはMOSFETの原理からは否定されます。
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回答NO.2です。 補足です。寄生ダイオードは添付図に示すようにバックゲート（サブストレート）がP型半導体なのでドレインとソースのN型半導体に対して点線で示したようなダイオードが構成されています。 通常ソースとバックゲートは図のように短絡されてますので下側のダイオードも短絡されてますのでダイオードとしては機能しないので等価回路には表現されないということです。
お礼
返信が遅くなり申し訳ございませんでした。 てっきり、他に返信して下さる方はいないと思い 油断しておりました。 ここでの回答は、web検索した際には得られなかった 分かり易い内容で、勉強になりました。 ありがとうございました。 （先のNo.2回答の分も合わせてお礼申し上げます） bogen555さんがNo.5で回答されている事も （ICメーカのデータシート） 事前に検索した際に確認しておりました。 そこで、MOSFETの原理をよく理解しないまま 「等価的に寄生ダイオードを消すことも可能？」 という発想に至りました。 どちらかに固定するはできても 等価的に寄生ダイオードを消すことは不可能 という事だと認識しました。 （ディスクリートだと出来ない理由は分かりませんが） 図示までして頂きありがとうございました。
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- xpopo
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うーん。 ドレイン－ソース間に寄生ダイオードがあるのはその通りなんだけど、 バックゲートが、そのダイオードになんらかの制御を加えるというイメージは、ちょっとピンとこないですね。 言われてみると、そういう認識の仕方も、全くありえないとまでは言い切れないのかも、とは思ったりはしないでもないのですが、少なくとも「寄生ダイオードを等価的に消せる」というまでの効果はないです。あるとして、「寄生ダイオードの特性を等価的に制御できる」くらい。ただ、それでも、それは、つまりどういうことなのか、まだ私の中で消化できていないです。 とりあえず、バックゲートの最も単純（かつ一般的）なイメージは、ＭＯＳＦＥＴというのは、もともと、絶縁膜をはさんでゲート電極とバックゲート（基板）の間で容量（コンデンサ）ができているわけですが（ＭＯＳ容量）、バックゲート電圧を変えることは、単純に、ＭＯＳ容量の基板側の電位を変えるってことです。普通に使われる意味でのバックゲート効果は、このイメージで全て簡単に説明できます。 ＞NchMOSFETがON状態で、ソースからドレイン方向に電流が流れ NchMOSFETは電流はドレインからソースに向かって流れます。（キャリアである電子は、ソースからドレインに向かいますが）
お礼
ご回答頂き感謝します。 バックゲートに関しては、一通りwebから読み取れる内容を 事前に確認していたのですが どうも、しっくり来ないといいますか ずばり知りたい事が記載されておらず質問しました。 やはり、私が誤認識しているのでしょうね。 ＞NchMOSFETは電流はドレインからソースに向かって流れます。 同期整流型の降圧電源において LowSideSWにNchMOSFETが使用され HighSideSWがOFF制御時は 励起されたインダクタからの電流が NchMOSFETのソースからドレイン方向に 流れる場合を想定した内容でした。
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- 腰痛を拗らせ太ももに激痛があり、病院や整形外科を受診しても改善せず、知人の紹介で整骨院を受診している。施術後は痛みが和らぐが、数時間後に元の激痛に戻るという状態が続いている。
- 一週間以上も腰痛と太ももの激痛で仕事を休んでおり、施術を受けたらまた激痛になるか不安。整骨院の先生を信じているが、不安な気持ちがある。
- 整骨院の施術効果が不安定で、一度は痛みが和らいだが数時間後に元の激痛に戻る状態が続いている。一週間以上も腰痛と太ももの痛みで仕事を休んでおり、不安な気持ちがある。
お礼
返信が遅くなり申し訳ございませんでした。 ご指摘のデータシートは私も確認しておりまして バックゲートに関してweb検索した限りでは 自分の疑問を解消する答えに辿り着かなかったため 今回のような質問をするに至りました。 このような質問サイトを利用するのは初めてだったのですが ICメーカーのBBSで質問するという事は思い付きませんでした。 しかし、お蔭様で当初の目的は達成できました。 リンク先まで示して頂きありがとうございました。