增强型、耗尽型增强型、耗尽型MOS场效应管场效应管
根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上
正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。 N沟道增强型
MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺
扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一
层金属铝作为栅极G。当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S
间形成电流。当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间形成的电容电场作用,将靠近栅
极下方的P型半导体中的多子空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层;同时将吸引其中的少子向表层运
动,但数量有限,不足以形成导电沟道,将漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。进一步增加
VGS,当VGS>VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P
型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加
根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS
后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。 N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称
的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,
一个是漏极D,一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。
当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间形成的电容电场作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的多子
空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层;同时将吸引其中的少子向表层运动,但数量有限,不足以形成导电沟道,将
漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。
进一步增加VGS,当VGS>VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型
半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。在栅极
下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。随着VGS的继续增加,ID将不断增加。
在VGS=0V时ID=0,只有当VGS>VGS(th)后才会出现漏极电流,所以,这种MOS管称为增强型MOS管。
VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(VGS(th))|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,见图1.。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 gm的量纲为mA/V,所以gm也称为跨导。跨导。
图2—54(a)为N沟道增强型MOSFET的结构示意图,其电路符号如图2—54(b)所示。它是用一块掺杂浓度较低的P型硅
片作为衬底,利用扩散工艺在衬底上扩散两个高掺杂浓度的N型区(用N+表示),并在此N型区上引出两个欧姆接触电极,分
别称为源极(用S表示)和漏极(用D表示)。在源区、漏区之间的衬底表面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,在此绝缘层
上沉积出金属铝层并引出电极作为栅极(用G表示)。从衬底引出一个欧姆接触电极称为衬底电极(用B表示)。由于栅极与
其它电极之间是相互绝缘的,所以称它为绝缘栅型场效应管。图2—54(a)中的L为沟道长度,W为沟道宽度。
图2—54所示的MOSFET,当栅极G和源极S之间不加任何电压,即UGS=0
时,由于漏极和源极两个N+型区之间隔有P型衬底,相当于两个背靠背连接的PN结,它们之间的电阻高达1012W的数量级,也
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