补充：金属氧化物半导体讲解

1、补充:绝缘栅场效晶体管源极S栅极G漏极D金属电极高掺杂N区P型硅衬底Si。?绝缘层SiO21 .增强型绝缘栅场效晶体管 N沟道增强型管的结构栅极和其 它电极及硅 片之间是绝 缘栅壶场效由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属-氧化物-半导体场效晶体管，简称MOS场效晶体管。也.、屋血,、源极S栅极G漏极D金属电极、/ Si。?绝缘层1 l/SiO2S由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入 电阻很高，最高可达1014C。(2) N沟道增强型管的工作原理由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型 衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。s°1°

2、D当栅源电压Ugs=O时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其 中总有一个PN结是反向 偏置的，反向电阻很高, 漏极电流近似为零。(2) N沟道增强型管的工作原理当Ugs>。时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层;当财GS>"gS (th) 将出现N型导电沟道将DS连接起来。Ugs愈高，导电沟道愈宽。在漏极电源的作用 下将产生漏极电流/D，管子导通。=JN型导电沟道>(2) N沟道增强型管的工作原理当UgS > UGS(th)后，场效晶体管才形成导电沟道，开始导通，若漏-源之间加上一定的电压Uds，则有漏极电流/d产生。在

3、一定的Uds下漏极电流人的大小与栅源电压U有关。所以，场效晶体ar1同管是一种电压控制电流N型导电沟道的器件。在一定的漏-源电压Uds下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压1项而。(3)特性曲线/d /mA Uds =0V 八t 恒流区43210开启电ZUqs3)46 Ugs，Vf Zj/mA I、可变电阻区7uGS= 4V %= 3 V °gs= 2V %= 1,无导电；有导电沟道 沟道由移特性曲线截止区UdsN漏极特性曲线(4) P沟道增强型P型导电沟道增强型场效晶体管只有当UGS>GS(th)时才形成导电沟道。2 .耗尽型绝缘栅场效晶体管如果MOS管在制造时

4、导电沟道就已形成，称为耗尽型场效晶体管。予埋了 N型 导电沟道3 .耗尽型绝缘栅场效晶体管由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在Ugs=O时，若漏-源之间加上一定的电压Uds，也 会有漏极电流人产生。这时的漏极电流用/dss表 示，称为饱和漏极电流。当Ugs。时，使导电沟道变宽，4增大;当UgsO时，使导电沟道变窄，人减小；Ugs 负值愈高，沟道愈窄，A就愈小。当Ugs达到一定负值时，N型导电沟道消失,/D=0,称为场效晶体管处于夹断状态(即截止)。这时的Ugs称为夹断电压，用UGS(off)表示。(2)耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管Ugs=0时就有导电沟道，加反向电压到一定

5、值时才能夹断。/i/mA IvJmA2 .耗尽型绝缘栅场效晶体管P沟道耗尽型场效晶体管符号Si。?绝缘层中 掺有负离子N型衬底予埋了 P型 导电沟道 一 )nSDG -1N沟道耗尽型DJnSP沟道增强型DD1GlSSN沟道P沟道G、S之间加一定电压才形成导电沟道在制造时就具有原始导电沟道3 .场效晶体管的主要参数开启电压UGS(th)：是增强型MOS管的参数夹断电压Ugss"饱和漏电流/DSS：是结型和耗尽型MOS管的参数(4)低频跨导gm：表示栅源电压对漏极电流的控制能力 Idgm =tn U八极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。场效晶体管与晶体管的比较双极型三极管单极型场效晶体管载流子电子和空穴两种载 流子同时参与导电电子或空穴中一种 载流子参与导电控制方式电流控制电压控制类型NPN 和 PNPN沟道和P沟道放大参数6=2