1、P溝道溝道耗盡型耗盡型P溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道加強(qiáng)型加強(qiáng)型N溝道溝道N溝道溝道耗盡型耗盡型FET場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型結(jié)型MOSFET絕緣柵型絕緣柵型(IGFET)耗盡型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在耗盡型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在加強(qiáng)型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道加強(qiáng)型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)管的分類：場(chǎng)效應(yīng)管的分類：5.1 金屬金屬-氧化物氧化物-半導(dǎo)體半導(dǎo)體MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管5.1.1 N溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型MOSFET5.1.5 MOSFET的主要參數(shù)的主要參數(shù)5.1.2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFE

2、T5.1.3 P溝道溝道MOSFET5.1.4 溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)5.1.1 N溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型MOSFET1. 構(gòu)造構(gòu)造N溝道溝道L ：溝道長(zhǎng)度：溝道長(zhǎng)度W ：溝道寬度：溝道寬度tox ：絕緣層厚度：絕緣層厚度通常通常 W L 5.1.1 N溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型MOSFET剖面圖剖面圖1. 構(gòu)造構(gòu)造N溝道溝道符號(hào)符號(hào)5.1.1 N溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型MOSFET2. 任務(wù)原理任務(wù)原理1vGS對(duì)溝道的控制造用對(duì)溝道的控制造用當(dāng)當(dāng)vGS0vGS0時(shí)時(shí) 無(wú)導(dǎo)電溝道，無(wú)導(dǎo)電溝道， d、s間加電壓時(shí)，也間加電壓時(shí)，也無(wú)電流產(chǎn)生。無(wú)電流產(chǎn)生。當(dāng)當(dāng)0vGS VT 0vGS VT vGS

3、VT 時(shí)時(shí) 在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生導(dǎo)電溝道，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生導(dǎo)電溝道，d、s間加間加電壓后，將有電流產(chǎn)生。電壓后，將有電流產(chǎn)生。 vGS越大，導(dǎo)電溝道越厚越大，導(dǎo)電溝道越厚2. 任務(wù)原理任務(wù)原理2vDS對(duì)溝道的控制造用對(duì)溝道的控制造用接近漏極d處的電位升高電場(chǎng)強(qiáng)度減小 溝道變薄當(dāng)當(dāng)vGSvGS一定一定vGS VT vGS VT 時(shí)，時(shí)，vDSID溝道電位梯度整個(gè)溝道呈楔形分布整個(gè)溝道呈楔形分布當(dāng)當(dāng)vGSvGS一定一定vGS VT vGS VT 時(shí)，時(shí)，vDSID溝道電位梯度 當(dāng)當(dāng)vDSvDS添加到使添加到使vGD=VT vGD=VT 時(shí)，時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。2. 任務(wù)

4、原理任務(wù)原理2vDS對(duì)溝道的控制造用對(duì)溝道的控制造用在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vGD=vGS-vDS =VTvGD=vGS-vDS =VT預(yù)夾斷后，預(yù)夾斷后，vDSvDS夾斷區(qū)延伸溝道電阻 ID根本不變2. 任務(wù)原理任務(wù)原理2vDS對(duì)溝道的控制造用對(duì)溝道的控制造用2. 任務(wù)原理任務(wù)原理3 vDS和和vGS同時(shí)作用時(shí)同時(shí)作用時(shí) vDS vDS一定，一定，vGSvGS變化時(shí)變化時(shí) 給定一個(gè)給定一個(gè)vGS vGS ，就有一條不，就有一條不同的同的 iD vDS iD vDS 曲線。曲線。3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程1輸出特性及大信號(hào)特性方程輸出特性及大信號(hào)特性方程co

5、nst.DSDGS)( vvfi 截止區(qū)截止區(qū)當(dāng)當(dāng)vGSVT時(shí)，導(dǎo)電溝道時(shí)，導(dǎo)電溝道尚未構(gòu)成，尚未構(gòu)成，iD0，為截止，為截止任務(wù)形狀。任務(wù)形狀。3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程1輸出特性及大信號(hào)特性方程輸出特性及大信號(hào)特性方程const.DSDGS)( vvfi 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) vDSvGSVT )( DSDSTGSnD22vvv VKi由于由于vDS較小，可近似為較小，可近似為DSTGSnD )(vvVKi 2常數(shù)常數(shù) GSDDSdsovvdidr)(TGSnVK v21rdso是一個(gè)受是一個(gè)受vGS控制的可變電控制的可變電阻阻 3. V-I 特性曲線及

6、大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程1輸出特性及大信號(hào)特性方程輸出特性及大信號(hào)特性方程 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) DSTGSnD )(vvVKi 2)(TGSndsoVKr v21 n n ：反型層中電子遷移率：反型層中電子遷移率Cox Cox ：柵極與襯底間氧：柵極與襯底間氧化層單位面積電容化層單位面積電容本征電導(dǎo)因子本征電導(dǎo)因子oxnnC K LWLWKK22oxnnnC 其中其中Kn為電導(dǎo)常數(shù)，單位：為電導(dǎo)常數(shù)，單位：mA/V23. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程1輸出特性及大信號(hào)特性方程輸出特性及大信號(hào)特性方程 飽和區(qū)飽和區(qū)恒流區(qū)又稱放大區(qū)恒流區(qū)又稱放大區(qū)vGS

7、 VT ，且，且vDSvGSVT2)(TGSnDVKi v221)(TGSTn VVKv21)(TGSDO VIv2TnDOVKI 是是vGSvGS2VT2VT時(shí)的時(shí)的iD iD V-I V-I 特性：特性：3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程2轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性const.GSDDS)( vvfi21)(TGSDOD VIiv5.1.2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET1. 構(gòu)造和任務(wù)原理構(gòu)造和任務(wù)原理N溝道溝道二氧化硅絕緣層中摻有大量的正離子二氧化硅絕緣層中摻有大量的正離子 可以在正或負(fù)的柵源電壓下任務(wù)，而且根本上無(wú)柵流可以在正或負(fù)的柵源電壓下任務(wù)，而且根本上無(wú)柵

8、流5.1.2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET2. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程 21)(PGSDSSDVIiv 21)(TGSDOD VIivN N溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型5.1.3 P溝道溝道MOSFET5.1.4 溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)實(shí)踐上飽和區(qū)的曲線并不是平坦的實(shí)踐上飽和區(qū)的曲線并不是平坦的)()(DSTGSnDvv 12VKi)()(DSTGSDOvv 112VIL的單位為的單位為m1V 1 . 0 L當(dāng)不思索溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，當(dāng)不思索溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)， 0 0，曲線是平坦的。，曲線是平坦的。 修正后修正后5.1.5 MOSFET的主要參數(shù)的主要參數(shù)

9、一、直流參數(shù)一、直流參數(shù)NMOSNMOS加強(qiáng)型加強(qiáng)型1. 1. 開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓VT VT 加強(qiáng)型參數(shù)加強(qiáng)型參數(shù)2. 2. 夾斷電壓夾斷電壓VP VP 耗盡型參數(shù)耗盡型參數(shù)3. 3. 飽和漏電流飽和漏電流IDSS IDSS 耗盡型參數(shù)耗盡型參數(shù)4. 4. 直流輸入電阻直流輸入電阻RGS RGS 1091091015 1015 二、交流參數(shù)二、交流參數(shù) 1. 1. 輸出電阻輸出電阻rds rds GSDDSdsVir vD12TGSnds1)(iVKr v當(dāng)不思索溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，當(dāng)不思索溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)， 0 0，rds rds 5.1.5 MOSFET的主要參數(shù)的主要參數(shù)DS GSDmVigv 2. 2. 低頻互導(dǎo)低頻互導(dǎo)gm gm 二、交流參數(shù)二、交流參數(shù) 思索到思索到 2TGSnD)(VKi v那么那么DSDSGS2TGSnGSDm)(VVVKigvvv )(2TGSnVK vnDTGS)(KiV vDn2iK LWK 2Coxnn其中其中5.1.