场效应晶体管JFET与MESFET器件基础

1、VGSrsubTqNaV022DsatDSTGSDSDSDSTGSDVVVVVVVVVI,)1()(22LWaNqsubn)(DsatDSTGSDSTGSDVVVVVVVI,)1)(22 LVfDSnTDsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCI源 栅 漏 源 漏N沟道衬底JFETN沟道衬底MESFETJFET与MESFET结构P+Metal场效应晶体管（FET）结型场效应晶体管 （JFET）金属半导体场效应晶体管 （MESFET） MOS 场效应 晶体管（MOSFET）MOS器件的表征：沟道长度沟道长度沟

2、道宽度沟道宽度wLNMOS工作原理VDS VGS - VT阈值电压：强反型层形成沟道时的栅源电压VT； (表面反型产生的载流子数目等于衬底多子的数目)线性区(Linear region) ：VDS = VGS - VT过渡区 ：截止区（Cut off）： VGS VT击穿区：PN结击穿； 图1 P型半导体图2 表面电荷减少图 3 形成耗尽层耗尽层（高阻区）图 4 形成反型层反型层（1）线性区：VGS-VTVDS令：K= Cox n 工艺因子 Cox :单位面积电容； n：电子迁移率 N=K(W/L) 导电因子则：IDS=N(VGS-VTN)-VDS/2.VDS 线性区的电压-电流方程当工艺一定

3、时，K一定，N与（W/L）有关。22TGSVVnDSI L S D VDSVDS-(VGS-VT)VGS-VT沟道夹断沟道长度调制效应MOS的电流电压特性（3）截止区： 0 IDS=0 IDS 输出特性曲线VDS 0线性区饱和区|VG5|VG4|VG3|VG2|VG1|VGS-VT0VDS =VGS-VT 截止区TGSDSVVIIexp0- V g sGN - S i衬底SDI s d = - I d sV d d P P - V d s)(0BSttVVV D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVTIDS D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVT

4、IDSVGS=0 D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-) D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-)Vg=0TGSDVVI , 0DsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20DsatDSTGSTGSXnDsatDVVVVVVLWCII,)(2120210)(2TGSDSsubreffVVVqNLL)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCItconsVGSDmGSVIgtanDSxnmVLWCg0)1)(0DSTGSxnmVVVLWCgtconsVDSDmGSVIgtan为渡越时间:2/1Tf21)2(2FFFBTVVOXSSSFBCQVVOXioxTC0为衬底掺杂浓度为费米电势 subN )(