De intrinsieke lichaamsdiode is de p-n-overgang tussen het lichaam en de afvoer.In een discrete (stand-alone) MOSFET zijn de bron en het lichaam meestal voor het gemak aan elkaar vastgemaakt om een pakket met drie pinnen te maken.Dit betekent dat er een diode is tussen de source en drain:

Als de bronspanning altijd lager is dan de afvoerspanning, blijft de diode uit en werkt alles zoals verwacht.Dit betekent dat je een MOSFET niet (gemakkelijk) kunt gebruiken voor het schakelen van een bidirectioneel signaal.Discrete MOSFET's worden bijna altijd gebruikt voor low-side switching, dus deze beperking is in de praktijk geen probleem.

Je kunt zien dat de bron en de body met elkaar zijn verbonden in de standaard schematische symbolen voor MOSFET's met drie terminals.

Er zijn twee manieren om mosfets te construeren:

De eerste is deze meer vlakke methode waarbij bestaand silicium wordt gedoteerd en het poortoxide wordt gekweekt (afbeelding van wikipedia):

Dit is een zeer eenvoudige structuur om te maken en vormt de ruggengraat van de meeste digitale logica in geïntegreerde schakelingen. Zoals je hebt opgemerkt, is er hier niets dat op een diode lijkt, en in feite: er is er geen op elke mosfet. (Er is meestal iets van een diode tussen het substraat en de drains van de MOSFET's op de wafer vanwege de manier waarop CMOS wordt gemaakt met zowel N- als P-kanaal-MOSFET's op een enkele chip, maar ik zou dat niet de 'body diode "van een enkele mosfet.)

Dus geen lichaamsdiode. Waarom zien we dan dat er zo vaak over lichaamsdiodes wordt gesproken? Het is omdat discrete mosfets meestal worden geconstrueerd met de volgende structuur (afbeelding van wikipedia):

Er zijn verschillende aantrekkelijke voordelen van dit type MOSFET-structuur:

• Het source-drain-kanaalgebied heeft een groot oppervlak, maar is ook niet erg dik in de richting waarin de elektronen stromen. Veel hogere stromen kunnen worden ondersteund met minimale weerstandsverliezen. Met deze structuur kunt u gemakkelijk effectieve weerstanden van de afvoerbron krijgen van minder dan een ohm.
• Het is heel gemakkelijk om dit type mosfet in silicium parallel te zetten. Een populair merk, bekend als de "HexFet", heeft elk van deze cellen gebouwd als een zeshoek en ze zijn betegeld over de siliciumdobbelsteen in het krachtpakket.

Er zijn echter enkele nadelen:

• Een relatief hoge poortcapaciteit. Met deze structuur zal het moeilijk zijn om GHz-schakelsnelheden te krijgen.
• Het is niet erg bevorderlijk voor fabricage in een geïntegreerd circuit met behulp van traditionele technieken. Het komt tegenwoordig vaker voor om deze opgenomen te zien in IC's zoals geïntegreerde lastschakelaars of schakelregelaars, maar in het verleden was het moeilijk. Voor hogere huidige applicaties moet u nog steeds een aparte MOSFET-component gebruiken.
• Die vervelende P-N-overgang tussen de bron en de afvoer, bekend als de "lichaamsdiode".Het is meestal ook een behoorlijk slechte diode, met een redelijk hoge spanningsval (0,8V-1,5V).De aanwezigheid van deze diode is slechts een neveneffect van het ontwerp.Als je een hoge stroom wilt, krijg je een lichaamsdiode alleen vanwege de manier waarop dingen moeten worden gebouwd.

De lichaamsdiode is handig bij het gebruik van dit type mosfet voor stroomtoepassingen met inductieve belastingen (aangezien de omgekeerde piek gewoon achterwaarts over de MOSFET kan stromen), maar als je het expliciet voor die toepassing gebruikt, zullen mensen vaak gewoonsteek ook een schottky over de mosfet, aangezien de achterwaartse puls over de niet-zo-geweldige lichaamsdiode van de mosfet ongewenste verwarming kan veroorzaken (hoge spanningsval = meer gedissipeerd vermogen).

De lichaamsdiode bevindt zich tussen het substraat (bulk / achterkant van de chip) en de afvoer / bron / kanaal als geheel.Om de FET correct te laten functioneren, mag deze niet geleidend zijn.Dit wordt meestal bereikt door het te verbinden met het broncontact.

De bulk niet aansluiten is geen optie omdat de karakteristieken van het kanaal dan onbetrouwbaar worden.Bij sommige FET's zit de bulk op een aparte pin, dus je kunt een spanningsbron tussen deze en de bron aansluiten om de karakteristieken van het kanaal te regelen.