N溝道和P溝道MOS場效應(yīng)晶體管

根據(jù)導電溝道的起因和溝道載流子的類別可分成4種;N溝道和P溝道MOS場效應(yīng)晶體管加上漏-源偏壓后，輸運電流的電子從源端流向漏端。導電載流子是N型導電溝道中的電子;漏-源偏壓為正，相當于NPN晶體管的集電極偏壓；制作在P型襯底上，漏-源區(qū)為重摻雜N+區(qū)；N溝道MOS場效應(yīng)晶體管溝道夾斷——曲線A點表面強反型形成導電溝道時，溝道呈現(xiàn)電阻特性，漏-源電流通過溝道電阻時，將在其上產(chǎn)生電壓降。柵絕緣層上的有效電壓降從源到漏端逐漸減小，UDS很大時，降落在柵下各處絕緣層上的電壓不相等，反型層厚度不相等，因而導電溝道中各處的電子濃度不相同；UDS較大時，靠近D區(qū)的導電溝道變窄。導電溝道呈現(xiàn)一個楔形沿溝道有電位梯度絕緣層內(nèi)不同點的電場強度不同,左高右低當電壓繼續(xù)增加到漏端柵絕緣層上的有效電壓降低于表面強反型所需的閾值電壓UT

時，漏端表面的反型層厚度減小到零，即漏端處溝道消失，只剩下耗盡區(qū)，這就是：溝道夾斷。使漏端溝道夾斷所需加的漏-源電壓UDS稱為飽和漏-源電壓(UDsat)，對應(yīng)的電流I稱為飽和漏-源電流(IDsat)。溝道夾斷條件

UDS=UGS

UT

UDS+UT=UGS

4.2決定閾值電壓的因素

4.2.1閾值電壓的定義

①閾值電壓——在漏-源之間半導體表面處感應(yīng)出導電溝道所需加在柵電極上的電壓UGS

。②表示MOS管是否導通的臨界柵-源電壓。③工作在飽和區(qū)時，將柵壓與溝道電流關(guān)系曲線外推到零時所對應(yīng)的柵電壓；④使半導體表面勢US=2,

為襯底半導體材料的費米勢，US的大小相當于為使表面強反型所需加的柵電壓。外推UDS≠0（4）飽和區(qū)特性——曲線AB段繼續(xù)增加UDS比UDsat大得多時,(UDS

UDsat)將降落在漏端附近的夾斷區(qū)上,夾斷區(qū)將隨UDS的增大而展寬,夾斷點將隨UDS的增大而逐漸向源端移動,導電溝道的有效厚度基本不再改變，柵下面表面被分成反型導電溝道區(qū)和夾斷區(qū)兩部分。溝道中的載流子不斷地由源端向漏端漂移，當?shù)竭_夾斷點時，立即被夾斷區(qū)的強電場掃入漏區(qū)，形成漏極電流。漏源電流基本上不隨UDS的增大而上升。

（5）擊穿特性——曲線BC段當UDS達到或超過漏端PN結(jié)反向擊穿電壓時，漏端PN結(jié)發(fā)生反向擊穿；轉(zhuǎn)移特性(輸入電壓-輸出電流)當UGS

UT時，隨著UGS的增加，溝道中導電載流子數(shù)量增多，溝道電阻減小，在一定的UDS的作用下，漏極電流上升。UGS

UT后，進入亞閾值區(qū)工作，漏極電流很小。MOS晶體管的轉(zhuǎn)移特性：漏源極電流IDS隨柵源電壓UGS變化的曲線，反映控制作用的強弱平方律關(guān)系管子工作于放大區(qū)時函數(shù)表達式UTN，開啟電壓截止，夾斷區(qū)柵極施加負壓時，表面出現(xiàn)強反型而形成P型導電溝道;傳輸電流的導電載流子是空穴;在漏-源電壓作用下，空穴經(jīng)過P型溝道從源端流向漏端;制作在N型襯底上，漏-源區(qū)為重摻雜P+區(qū)漏-源偏壓為負，相當于PNP晶體管的集電極偏置電壓;P溝道MOS場效應(yīng)晶體管增強型和耗盡型

按零柵壓時(UGS＝0),是否存在導電溝道來劃分；UGS

=0時，不存在導電溝道，漏源間被背靠背的PN結(jié)二極管隔離，即使加上漏源電壓，也不存在電流，器件處于“正常截止狀態(tài)”；增強型器件

當襯底雜質(zhì)濃度低,而SiO2層中的表面態(tài)電荷密度又較大，在零柵壓時，表面就會形成反型導電溝道，器件處于導通狀態(tài);要使溝道消失，必須施加一定的反向柵壓，稱為閾值電壓(夾斷電壓)；二者的差別：在于耗盡型管的二氧化硅絕緣層中摻有大量的堿金屬正離子(如Na++或K++)，會感應(yīng)出大量的電子。耗盡型器件電路中的電學符號——教材有誤

類型襯