




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第三章金属-氧化物-半导体场效应晶体管MetalOxideSemiconductorFiledEffectTransistorMOSFET电子科学与技术系张瑞智本章内容§1、MOSFET的物理结构、工作原理和类型§2、MOSFET的阈值电压§3、MOSFET的直流特性§4、MOSFET的动态特性§5、小尺寸效应1、MOSFET的物理结构MOSFET由一个MOS电容和靠近MOS栅控区域的两个PN结组成。NMOSFET的三维结构图栅氧化层硅衬底源区-沟道区-漏区剖面图结构参数:沟道长度
L、沟道宽度
W、栅氧化层厚度
源漏PN结结深材料参数:衬底掺杂浓度、载流子迁移率版图SDGWL多晶硅有源区金属SiO2SiO2Si衬底器件版图和结构参数MOSFET是一个四端器件:栅G(Gate),电压VG源S(Source),电压VS漏D(Drain),电压VD衬底B(Body),电压VB以源端为电压参考点,端电压定义为:漏源电压VDS=VD-VS栅源电压VGS=VG-VS体源电压VBS=VB-VS端电压的定义MOSFET正常工作时,D、B和S端所加的电压要保证两个PN结处于反偏。在直流工作下的器件,通常假设器件只有漏-源电流*或简称漏电流IDS,并将流向漏极方向的电流定义为正。MOSFET各端电压对漏电流都有影响,电流-电压的一般关系为:端电流的定义基本假定长沟和宽沟MOSFET:W>>L>>Tox>>Xc衬底均匀掺杂氧化层中的各种电荷用薄层电荷等效,并假定其位于Si-SiO2界面强反型近似成立基本假定(1)强反型近似强反型时:耗尽层宽度>>反型层厚度*,耗尽层两端电压>>反型层两端的电压,耗尽层电荷>>反型层电荷强反型后,栅压再增加,将导致沟道载流子数目增加,但表面耗尽层宽度不变,耗尽层电荷不变,耗尽层两端电压不变。*通常我们假设反型层无限薄,载流子在硅表面形成面电荷层,并且在反型层中没有能带弯曲。基本假定(2)在栅压为零时,从源电极和漏电极被两个背靠背的PN结隔离,这时即使在源漏之间加上电压,也没有明显的漏源电流(忽略PN结的反向漏电流)VGS=0
n+n+VDS>0
p-substrateSBIDS=0直流特性的定性描述:工作原理假设栅电压VGS>VT,漏电压VDS开始以较小的步长增加IDSVDSVDS(Small)VGS>VTn+n+
p-substrateChannelSBIDS当VDS很小时,它对反型层影响很小,表面沟道类似于一个简单电阻,漏电流与VDS成正比。直流特性的定性描述:输出特性VGS>VTn+n+VDS=VDSat
p-substrateChannelSBIDSIDVDSVDsatIDsatPinch-off随着VDS的增加,它对栅的反型作用开始起负面影响,使反型层从源到漏逐渐变窄,反型载流子数目也相应减小,使IDS-VDS曲线的斜率减小。沟道载流子数目在靠近漏端降低最多,在漏端附件的反型层将最终消失(称为沟道被夹断)。使沟道开始夹断的漏源电压称为漏源饱和电压,相应的电流称为饱和电流。IDVDSVDsatIDsatohmicsaturatedVGS>VTn+n+VDS>VDSat
p-substrateChannelSBIDS夹断区当漏源电压超过饱和电压后,夹断区变宽,夹断点从漏到源移动。夹断区是耗尽区,因而超过VDsat的电压主要降落在夹断区。对于长沟道(L>>△L)器件,夹断后漏电流基本保持不变,因为,夹断点P点的电压VDsat保持不变,从源到P点的载流子数目不变,因而从漏到源的电流也不变化。直流特性的定性描述:转移特性MOSFET的电流由器件内部的电场控制(栅压引起的纵向电场和漏电压引起的横向电场),因而称为场效应晶体管。按照沟道类型分类NMOS:衬底为P型,源、漏区为重掺杂的n+,沟道中载流子为电子PMOS:衬底为N型,源、漏区为重掺杂的P+,沟道中载流子为空穴按照工作模式分类增强型:零栅
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025××单位(医院)合同管理人员聘用合同管理办法
- 江苏附负担赠与合同
- 单位定期赠与合同
- 2025合同违约金的认定及处理方式
- 房屋滞销改造协议书
- 2025年03月常熟市事业单位工作人员102人笔试历年典型考题(历年真题考点)解题思路附带答案详解
- 河南省信阳市商城县2025届六年级下学期小升初真题数学试卷含解析
- 浙江科技学院《生医专业英语》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 重庆海联职业技术学院《商务英语翻译二》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 河南工业和信息化职业学院《数据库课程设计》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 库房管理工作职责与规范化
- 2024-2025学年七年级下学期数学期中测试(浙江瑞安市专用)(含答案)
- 2025年浙江省杭州市拱墅区中考语文模拟试卷含答案
- 2024国家数字化范式与路径-公共政策立场-67正式版
- 路面工程安全专项施工方案
- 瑞吉欧幼儿教育
- 酒驾案件办理培训课件
- 2022年10月自考06779应用写作学试题及答案
- 科学教学仪器设备借用登记表(精品文档)
- 火灾报警系统安装检查记录
- 压力性损伤管理制度
评论
0/150
提交评论