第五章 金属-氧化物-半导体 (MOS)场效应管 MOSFET简称MOS管,它有N沟道和P沟道之分,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。 耗尽型:当vGS=0时,存在导电沟道,iD0。 增强型:当vGS=0时,没有导电沟道,iD=0。
5.2 N沟道增强型MOSFET P N G S D 金属铝 G S D 两个N区 P型基底 SiO2绝缘层 导电沟道 N沟道增强型 1.结构 P N G S D 金属铝 G S D 两个N区 P型基底 SiO2绝缘层 导电沟道 N沟道增强型
P N G S D G S D 予埋了导电沟道 N 沟道耗尽型
G S D N P G S D P 沟道增强型
N P G S D G S D 予埋了导电沟道 P 沟道耗尽型
ID=0 2.工作原理 (以N 沟道增强型为例) VGS=0时 VDS VGS 对应截止区 P N G S D D-S 间相当于两个反接的PN结
VGS>0时 感应出电子 VT称为阈值电压 VGS足够大时(VGS>VT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。 VGS>0时 P N G S D VDS VGS 感应出电子 VT称为阈值电压
VGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,VGS越大此电阻越小。 P N G S D VDS VGS
当VDS不太大时,导电沟道在两个N区间是均匀的。 P N G S D VDS VGS 当VDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。
VDS增加,VGD=VT 时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。 P N G S D VDS VGS 夹断后,即使VDS 继续增加,ID仍呈恒流特性。 ID
3.特性曲线(增强型N沟道MOS管)
3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 输出特性曲线 ID VGS=5V 4V -3V 3V -5V VDS 击穿区 非饱和区(可变电阻区) VGS=5V 4V -3V 3V -5V 饱和区 输出特性曲线
ID VGS VT 3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 转移特性曲线 在恒流区(饱和区,即VGS>VT时有: ID VGS VT ID0是vGS=2VT时的iD值。
5.2.1 N沟道耗尽型MOSFET 耗尽型的MOS管VGS=0时就有导电沟道,加反向电压才能夹断。 ID VGS VT 转移特性曲线
输出特性曲线 ID VDS VGS>0 VGS=0 VGS<0