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RCA 3N200

3N200

Der RCA 3N200 ist ein n-Kanal-MOSFET. Es handelt sich um einen Verarmungstyp, also um einen selbstleitenden MOSFET. Die maximal zulässige Sperrspannung beträgt laut Datenblatt 20V. Der Drainstrom darf nicht höher als 50mA sein. Der 3N200 wird für Anwendungen mit Frequenzen bis zu 500MHz beworben. Bei 400MHz wäre typischerweise noch eine Verstärkung von 12,5dB möglich.

 

3N200 Datenblatt

Das Datenblatt zeigt, dass die Gateelektroden einen Überspannungsschutz besitzen. Da der 3N200 ein Verarmungstyp-MOSFET ist, mussten zusätzliche antiserielle Dioden integriert werden. Nur so kann die Gate-Source-Spannungen auch negativ eingestellt werden.

 

RCA Application Note AN-4018

Die RCA Application Note AN-4018 enthält ein etwas übersichtlicheres Schaltbild der 3N200. Außerdem sind die Strukturen auf dem Silizium abgebildet. Der vereinfachte Querschnitt zeigt die Funktionsweise des MOSFETs. Den mittigen Drain-Bereich umfassen die Gateelektroden 2 und 1. Darauf folgt der Source-Bereich. Stark n-dotierte Flächen bilden sowohl die Drain- und Sourceflächen, als auch die Übergangszone zwischen den Gatebereichen.

Zwei p-dotierte Elemente in einer n-dotierten Wanne bilden die antiseriellen Dioden, die als Überspannungsschutz für die Gateelektroden dienen. Zwischen den MOSFET-Strukturen und den Schutzdioden-Wannen ist eine p-dotierte Abschirmung dargestellt, die dafür sorgt, dass die beiden Bereiche immer voneinander isoliert bleiben. Ansonsten wäre es möglich, dass sich durch darüber anliegende Potentiale leitfähige Kanäle ausbilden oder dass parasitäre Bipolarstrukturen leitfähig werden.

Der Querschnitt verschweigt, dass das Substrat mit dem Sourcepotential verbunden ist. Diese Verbindung erfordert zusätzliche Isolationmaßnahmen für die Schutzdioden. Besonders gut zu erkennen ist das in der großen Metallfläche über den Schutzstrukturen des Gate 1. Darin zeichnen sich die darunter liegenden Konturen ab. Die quadratische Struktur im rechten Bereich zeigt einen Kontakt (kleineres Quadrat) und eine p-dotierte Fläche (größeres Quadrat). In der Umgebung befindet sich eine n-Dotierung, wodurch sich eine Diode ausbildet. Die gleiche Struktur findet sich mit einer etwas länglicheren Form in der linken unteren Ecke des Bereichs. Das ist die zweite Diode. Die Fläche mit den zwei Dioden ist nicht direkt im Substrat eingebettet. Die Konturen zeigen zwei zusätzliche Rahmenstrukturen, von denen die äußere mit dem Source-Potential verbunden ist.

 

3N200 Gehäuse

Im Gehäuse ist der Source-Pin direkt mit dem Gehäuse verbunden.

 

3N200 Die

3N200 Die

Die Abmessungen des Dies betragen 0,63mm x 0,61mm. Die Strukturen entsprechen denen, die in der Application Note abgebildet sind.

 

3N200 Die

Im oberen Bereich zeigen einige Quadrate wie gut die Masken gegeneinander ausgerichtet sind. Die Strukturen der Schutzdioden zeichnen sich auch hier deutlich in den Metallflächen ab.

 

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