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2025-04-20 01:00 本頁面
【正文】 S為源極，相當(dāng) E。 一、 N溝道 增強型 MOS場效應(yīng)管的工作原理 絕緣柵型場效應(yīng)管 MOSFET分為： 增強型 ? N溝道、 P溝道 耗盡型 ? N溝道、 P溝道 N溝道增強型 MOSFET結(jié)構(gòu)圖 柵壓為零時 有溝道 柵壓為零時 無溝道 P型硅作襯 底濃度較低 引出電極 B 在 P型襯底上生成 SiO2薄膜絕緣層 引出電極 G極 用光刻工藝擴散兩 個高摻雜的 N型區(qū)， 從 N型區(qū)引出電極： S極和 D極 MOSFET=MetalOxidesemiconductor Field Effect Transistor (動畫 23) ? 由于 BS短接， G與襯底 B間產(chǎn)生電場， GB相當(dāng)兩個平板，電子被正極板吸引，空穴被排斥，出現(xiàn)一薄層負(fù)離子的耗盡層。 ? 耗盡層中的少子 —— 電子，將向表層運動，但數(shù)量有限，不足以形成溝道，所以仍不能形成漏極電流 ID。 1．柵源電壓 UGS的控制作用 漏源之間相當(dāng)兩個背靠背的 二極管， 在 D、 S之間加上電壓不會在 D、 S 間形成電流。即 :ID=0 （二） 工作原理 (1).當(dāng) UGS=0V時 : (2).0＜ UGS＜ UT時 : (3).當(dāng) UGS=UT:( UT 稱為開啟電壓 ) UGS=0V時 ID=0。 UGS＞ UT后才會出現(xiàn)漏極電流，這種 MOS管稱為增強型 MOS管。（電壓控制器件） 出現(xiàn)反型層，與 N形成一體構(gòu)成導(dǎo)電溝道 。 ?當(dāng) UDS＞ 0時 : D ?溝道 ? S之間形成漏極電流。 (4).當(dāng) UGS ＞ UT:( UT 稱為開啟電壓 ) 隨著 UGS的繼續(xù)增加，溝道加 厚 ，溝道電阻 ?， ID將不斷 ? （動畫 24） （續(xù)）工作原理 結(jié) 論 ? UGS固定，且 UDS很小時 ： ? UDS與漏極電流 ID之間呈線性關(guān)系。 漏源電壓 UDS對溝道影響 1．輸出特性曲線 （ 1） 可變電阻區(qū) UGS＞ UT: ?反映了漏源電壓 UDS對漏極電流 ID的控制作用： ID=f(UDS)?UGS=const ID ?K(UGS UT)2UDS ? 上式得 : UGS一定時溝道導(dǎo)通電阻： Ron = dUDS / dID| UGS =const Ron = L / ?n COXW (UGS UT) （三） 特性曲線 溝道電子表 面遷移率 K為導(dǎo)電因子 單位面積柵 氧化層電容 結(jié)論： ?UGS恒定時 Ron近似為常數(shù)。 ?Ron隨 UGS而變化，故又稱 可變電阻區(qū)。 ? 由于 UDS的存在，導(dǎo)電溝道不均勻，當(dāng) UDS = UGS UT時 : ?此時漏極端的導(dǎo)電溝道將開始消失（稱預(yù)夾斷） (2) 恒流區(qū)： ?UGS一定時： ID隨 UDS基本不變， ID恒定稱恒流區(qū)。 ? 當(dāng) UDS UGS UT時 :隨 UDS?夾斷點向移動，耗盡層的電阻很高（高于溝道電阻）所以新增 UDS幾乎全部降在耗盡層兩端， ID不隨 UDS而變。 (3) 擊穿區(qū)： ?當(dāng) UDS 增加到一臨界值時， ID ?（急?。┘?D與襯底之間擊穿。 ?當(dāng) UGS＞ UT，且固定為某一值時 : ? UDS對 ID的影響的關(guān)系曲線稱為 漏極輸出特性曲線 。 漏極輸出特性曲線 ?在輸出特性曲線上： 當(dāng) UDS固定為某一值時 : ? UGS對 ID的影響的關(guān)系曲線稱為 轉(zhuǎn)移特性曲線 。 轉(zhuǎn)移特性曲線 轉(zhuǎn)移特性曲線 （三） 特性曲線 ?UGS對 ID的控制關(guān)系可用如下曲線描述，稱為 轉(zhuǎn)移特性曲線 ID=f(UGS)?UDS=const 特性曲線 如圖所示： (1).UGSUT時： 溝道未形成， ID =0管子截止?fàn)顟B(tài) (2).UGS?UT時： 溝道形成， ID 0 ?隨 UGS??溝道加厚 ? ID? ?UDS正向減小，曲線右移。 ?在恒流區(qū)轉(zhuǎn)移特性曲線中 ID 與 UDS的關(guān)系為： ID =K(UGS UT)2 。 式中 K為導(dǎo)電因子 ID =(UGS UT)2?n COXW/2L ?短溝道時： ID =K(UGS UT)2(1+? UDS) 溝道電子表 面遷移率 單位面積柵 氧化層電容 溝道長度 調(diào)制系數(shù) ? UGS＜ 0時； 隨著 UGS反向增加， ID逐漸減小。 直至 ID=0。 ? 對應(yīng) ID=0的 UGS稱為夾斷電壓，用符號 UP 表示。 ? N溝道耗盡型 MOSFET的結(jié)構(gòu)如圖所示： (二 )N溝道耗盡型 MOSFET ?UGS=0時； 正離子已感應(yīng)出反型層，在漏 源之間形成了溝道。只要有漏 源電壓，就有漏極電流存在。 ?(飽和電流 IDss) (a) 結(jié)構(gòu)示意圖 在柵極下方的 SiO2 絕緣層中摻入了大 量的金屬正離子。 ?當(dāng) UGS＞ 0時； 溝道變寬將使 ID進一步增加 。 N溝道耗盡型 MOSFET的輸出特性曲線 : N溝道耗盡型的輸出特性曲線 ?在恒流區(qū)仍滿足： ID ?K(UGS U
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