集成电子技术基础教程 第一篇第3.4章(3)_第1页
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文档简介

1、集成电子技术基础教程,第一篇 电子器件与电子电路基础,第三章 场效应晶体管 及其电路分析,IGFETMetal-Oxide-Semiconductor (MOSFET),1.3.1 场效应晶体管结构特性与参数,绝缘栅场效应管(MOSEFT),NMOS增强型的结构与电路符号,2个N+加衬底P，加SiO2，再加铝极。 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,场效应管的栅极与其它电极绝缘,形成Source、Drain、Gate三极),NMOS结构,PMOS增强型的结构与电路符号,NMOS管工作原理,VGS=0, VDS较小：VDS引起的电场不足在漏源之间形成导电沟道，管内又无原始

2、的导电沟道(漏源间只是两个“背向”串联的PN结)，所以d-s间呈现高阻,VGS0，且当VGS增强到足够大：d-s之间便开始形成导电沟道,衬底B通常与s极相连，VGS将在栅极与衬底之间产生一个垂直电场(方向为由栅极指向衬底)，它使漏-源之间的P型硅表面感应出电子层(反型层)使两个N+区连通，形成N型导电沟道。d、s间呈低阻，所以在VDS的作用下产生一定的漏极电流ID。VGS越大，导电沟道越厚，等效电阻越小，ID越大。开始形成导电沟道所需的最小栅-源电压VGS称为开启电压VGS(th)(习惯上常表示为VT),NMOS管工作原理,当VGSVT，恒定，同时加上VDS，将产生漏-源电流ID；,由于沟道电

3、阻的存在，ID沿沟道方向所产生的电压降使沟道上的电场产生不均匀分布；,VGD=VGS-VDS，沟道呈楔形分布。,NMOS管的导电机理1,NMOS管的导电机理2,伏安特性与电流方程,增强型NMOS管的转移特性,IDO是VGS=2VT时的漏极电流,ID0,(VT),输出特性(漏极特性),可变电阻区 ：预夹断之前,iD不仅受VGS的控制，而且随DS增大而线性增大,模拟为受VGS控制的压控电阻RDS,放大区（恒流区、饱和区）,逐步开始夹断,iD主要受GS的控制，与DS几乎无关，在DS较大的一个范围内，漏极电流iD将基本保持不变，表现为较好的恒流特性,截止区,耗尽型MOSFET,制造过程人为地在栅极下方的SiO绝缘层中掺入了大量的K+(钾)或Na+(钠)正离子,VGS=0，靠正离子作用，使P型衬底表面感应出N型反型层，将两个N+区连通，形成原始的N型导电沟道,DS一定，外加正栅压(GS0)，导电沟道变厚，沟道等效电阻下降，漏极电流iD增大；,外加负栅压(GS0)时，沟道变薄，沟道电阻增大，iD减小。,GS负到某一定值V GS(off)(常以VP表示)，导电沟道消失，整个沟道被夹断，iD0，管

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