<acronym id="c2ms0"><center id="c2ms0"></center></acronym>
<sup id="c2ms0"></sup>
<acronym id="c2ms0"></acronym>
<acronym id="c2ms0"><center id="c2ms0"></center></acronym><sup id="c2ms0"></sup>
<acronym id="c2ms0"><center id="c2ms0"></center></acronym><acronym id="c2ms0"><small id="c2ms0"></small></acronym>
<acronym id="c2ms0"><div id="c2ms0"></div></acronym>
廣東可易亞半導體科技有限公司

國家高新企業

cn en

新聞中心

漲知識-mos管 n型mos管的工作原理及詳解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2017-09-29 

分享到:

N溝MOS晶體管

金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-SemIConductor)構造的晶體管簡稱MOS晶體管,有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管構成的集成電路稱為MOS集成電路,而PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS集成電路即為CMOS集成電路。


由p型襯底和兩個高濃度n擴散區構成的MOS管叫作n溝道MOS管,該管導通時在兩個高濃度n擴散區間構成n型導電溝道。n溝道加強型MOS管必需在柵極上施加正向偏壓,且只要柵源電壓大于閾值電壓時才有導電溝道產生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓(柵源電壓為零)時,就有導電溝道產生的n溝道MOS管。


NMOS集成電路是N溝道MOS電路,NMOS集成電路的輸入阻抗很高,根本上不需求吸收電流,因而,CMOS與NMOS集成電路銜接時不用思索電流的負載問題。NMOS集成電路大多采用單組正電源供電,并且以5V為多。CMOS集成電路只需選用與NMOS集成電路相同的電源,就可與NMOS集成電路直接銜接。不過,從NMOS到CMOS直接銜接時,由于NMOS輸出的高電平低于CMOS集成電路的輸入高電平,因此需求運用一個(電位)上拉電阻R,R的取值普通選用2~100KΩ。


N溝道加強型MOS管的構造

在一塊摻雜濃度較低的P型硅襯底上,制造兩個高摻雜濃度的N+區,并用金屬鋁引出兩個電極,分別作漏極d和源極s。

然后在半導體外表掩蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層,在漏——源極間的絕緣層上再裝上一個鋁電極,作為柵極g。

在襯底上也引出一個電極B,這就構成了一個N溝道加強型MOS管。MOS管的源極和襯底通常是接在一同的(大多數管子在出廠前已連接好)。


它的柵極與其它電極間是絕緣的。

圖(a)、(b)分別是它的構造表示圖和代表符號。代表符號中的箭頭方向表示由P(襯底)指向N(溝道)。P溝道加強型MOS管的箭頭方向與上述相反,如圖(c)所示。


n型mos管


N溝道加強型MOS管的工作原理

(1)vGS對iD及溝道的控制造用

① vGS=0 的狀況

從圖1(a)能夠看出,加強型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN結。當柵——源電壓vGS=0時,即便加上漏——源電壓vDS,而且不管vDS的極性如何,總有一個PN結處于反偏狀態,漏——源極間沒有導電溝道,所以這時漏極電流iD≈0。


② vGS>0 的狀況

若vGS>0,則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產生一個電場。電場方向垂直于半導體外表的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排擠空穴而吸收電子。

排擠空穴:使柵極左近的P型襯底中的空穴被排擠,剩下不能挪動的受主離子(負離子),構成耗盡層。吸收電子:將 P型襯底中的電子(少子)被吸收到襯底外表。


(2)導電溝道的構成:

當vGS數值較小,吸收電子的才能不強時,漏——源極之間仍無導電溝道呈現,如圖1(b)所示。vGS增加時,吸收到P襯底外表層的電子就增加,當vGS到達某一數值時,這些電子在柵極左近的P襯底外表便構成一個N型薄層,且與兩個N+區相連通,在漏——源極間構成N型導電溝道,其導電類型與P襯底相反,故又稱為反型層,如圖1(c)所示。vGS越大,作用于半導體外表的電場就越強,吸收到P襯底外表的電子就越多,導電溝道越厚,溝道電阻越小。


開端構成溝道時的柵——源極電壓稱為開啟電壓,用VT表示。

上面討論的N溝道MOS管在vGS<VT時,不能構成導電溝道,管子處于截止狀態。只要當vGS≥VT時,才有溝道構成。這種必需在vGS≥VT時才干構成導電溝道的MOS管稱為加強型MOS管。溝道構成以后,在漏——源極間加上正向電壓vDS,就有漏極電流產生。


vDS對iD的影響


n型mos管

如圖(a)所示,當vGS>VT且為一肯定值時,漏——源電壓vDS對導電溝道及電流iD的影響與結型場效應管類似。


漏極電流iD沿溝道產生的電壓降使溝道內各點與柵極間的電壓不再相等,靠近源極一端的電壓最大,這里溝道最厚,而漏極一端電壓最小,其值為VGD=vGS-vDS,因此這里溝道最薄。但當vDS較?。╲DS隨著vDS的增大,靠近漏極的溝道越來越薄,當vDS增加到使VGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)時,溝道在漏極一端呈現預夾斷,如圖2(b)所示。再繼續增大vDS,夾斷點將向源極方向挪動,如圖2(c)所示。由于vDS的增加局部簡直全部降落在夾斷區,故iD簡直不隨vDS增大而增加,管子進入飽和區,iD簡直僅由vGS決議。

N溝道加強型MOS管的特性曲線、電流方程及參數

(1)特性曲線和電流方程


n型mos管

1)輸出特性曲線

N溝道加強型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結型場效應管一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區、飽和區、截止區和擊穿區幾局部。

2)轉移特性曲線

轉移特性曲線如圖1(b)所示,由于場效應管作放大器件運用時是工作在飽和區(恒流區),此時iD簡直不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉移特性曲線簡直是重合的,所以可用vDS大于某一數值(vDS>vGS-VT)后的一條轉移特性曲線替代飽和區的一切轉移特性曲線。

3)iD與vGS的近似關系

與結型場效應管相相似。在飽和區內,iD與vGS的近似關系式為


n型mos管


式中IDO是vGS=2VT時的漏極電流iD。


(2)參數

MOS管的主要參數與結型場效應管根本相同,只是加強型MOS管中不用夾斷電壓VP ,而用開啟電壓VT表征管子的特性。

N溝道耗盡型MOS管的基本結構

n型mos管


(1)構造:

N溝道耗盡型MOS管與N溝道加強型MOS管根本類似。

(2)區別:

耗盡型MOS管在vGS=0時,漏——源極間已有導電溝道產生,而加強型MOS管要在vGS≥VT時才呈現導電溝道。

(3)緣由:

制造N溝道耗盡型MOS管時,在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時摻入負離子),如圖1(a)所示,因而即便vGS=0時,在這些正離子產生的電場作用下,漏——源極間的P型襯底外表也能感應生成N溝道(稱為初始溝道),只需加上正向電壓vDS,就有電流iD。

假如加上正的vGS,柵極與N溝道間的電場將在溝道中吸收來更多的電子,溝道加寬,溝道電阻變小,iD增大。反之vGS為負時,溝道中感應的電子減少,溝道變窄,溝道電阻變大,iD減小。當vGS負向增加到某一數值時,導電溝道消逝,iD趨于零,管子截止,故稱為耗盡型。



聯系方式:鄒先生

聯系電話:0755-83888366-8022

手機:18123972950

QQ:2880195519

聯系地址:深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1


關注KIA半導體工程專輯請搜微信號:“KIA半導體”或點擊本文下方圖片掃一掃進入官方微信“關注”

長按二維碼識別關注