MOSFET

MOSFETは原理や仕組みについて大学講義で学んだ（ほんとはほとんど身についていなく、きちんと聞いてなかったし）が、実際に手にとって動かしたことがある（わかっていて、という意味）のは会社に入ってからだと思う。学生時代の工作ではおなじみではなかった気がする。呼び方として、モスエフイーティーと呼んでいたが、クラスの中で一人だけがモスフェットと呼んでいて、なんでそう読むんだろうと思ってた。社会に入って、英文データシートなど呼んだり技術者と話ししていたら、どうも英文読みではモスフェットが一般的のよう。読み方なんて別になんでもいいんだけど。会社の回路構成ではMOSFETはなくてはならない素子だ、しかし、ほとんどはロードスイッチとして使っていて、増幅としては使えていない。

回路記号

MOSFETの回路記号は、P-chとN-chでGateについている矢印の向きが違っている。これを書くためには、MOSFETのバックゲートについて書く必要があるんだろう。でも正直、バックゲートについて絵と構造を知っているということだけで、理解しているわけじゃない。大学でもっときちんと講義を受け理解してくればよかった。本当に人生は後悔の連続だ、歳を重ねてくるに連れ最近ホントにそう思う。間違っているところは、指摘してほしい。自分の勉強にもなるし読んだ人（がいるかどうか知らんが）も勉強になる。

わかりやすい絵があった。

Nch-MOSFET（左）　　Pch-MOSFET（右）

Bはバックゲート、ボードやサブストレートとも記載されているようだ。MOSFETを製造するときに基になる部分（サブストレート）という意味なんだろうな。MOSFETの回路記号で一般的なものはこのバックゲートとソースが繋がっているものだ。でその接続を外すとバックゲート端子が見えてくる。下記のようになっている。

Nch-MOSFET（左）　　Pch-MOSFET（右）

これは最初の図にあるように、バックゲートからソースへのPN接続の向き（ダイオードの向き）を示してくれている。MOSFETの構造を表してくれていると言える。寄生ダイオードの向きもバックゲートとソースを接続すれば、どっち向きになっているかがわかる。いまさら間違えることはないが、知っているのと知らないのとでは大きいな。

バックゲート

それで、バックゲート。最初の図から察するにバックゲートが浮いていると機能しないですね。だから、ここは接地（GNDという意味じゃなく）するんでしょうね。通常の構造だとソースとドレインに構造の差がないということなので駆動電圧をかけたい方をソースにしてバックゲートをつないであげるという意味だと理解してます。多くのMOSFETはソースとバックゲートが接続されているため一般的なあの記号になっているのでしょう。

このバックゲートをあえて記載してあるのを最初に見たのは、MPSの電源ICだったと思う。バックゲートの電位を変えてやることでゲートVthを変えられると書いてあった気がする。

ゲート開放の謎

昔（もう時効だとおもうからあえて書くけど）、ある製品で使用しているMOSFETがことごとく壊れるということがあった。使用方法や検査方法など疑い様々にテストをやったが壊れない。原因究明のためにメーカに破壊サンプルを送付し解析を行ったところ、しばらくして「すいません、工程を一部ミスりました。封止工程前に空気中に放置しゲートを酸化させて浮いてしまっています」みたいな回答だった。ゲート浮いてたら確実に壊れるの？「確実に壊れます」みたいな話だった。入社してすぐぐらいの話だったので、ずっと、ゲートは浮かさないようにしようと思ってきたが、最近改めて、なんで壊れるんだっけ？と思い始めてきた。構造とか見ててもよくわからない。

浮遊容量や静電気で破壊というのはよくある。ゲートに高抵抗をつけていると、手かざしでON/OFFできたりするのは知っているし、経験もある。ゲートが高抵抗だから小さい静電気でも容易に破壊できるというのはわかる。しかし、ゲートが完全に浮いている状態でD-S間に電位を入れると壊れるかな？、という疑問。

バックゲートの接続もこれに関係しているんだろうか。謎。