王琳數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理

1、 si si si si價(jià)電子價(jià)電子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。空穴空穴自由電子自由電子 si si si sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 pn 結(jié)結(jié) +動(dòng)畫動(dòng)畫形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)pn 結(jié)變窄結(jié)變窄 p接正、接正、n接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)if內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)pn+動(dòng)畫動(dòng)畫+動(dòng)畫動(dòng)畫+ 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子

2、的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少，形成很小的反形成很小的反向電流。向電流。ir動(dòng)畫動(dòng)畫+nnpbecbecibieicbecibieicbecnnpebrbecieibeiceicboib=020 a40 a60 a80 a100 a常常數(shù)數(shù) b)(ceciufi36ic(ma )1234uce(v)912o放大區(qū)放大區(qū)o漏極漏極d金屬電極金屬電極柵極柵極g源極源極ssio2絕緣層絕緣層p p型硅襯底型硅襯底 高摻雜高摻雜n區(qū)區(qū)gsd 由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，輸入由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，輸入電阻很高，最高可達(dá)電阻很高，最高可達(dá)1014

3、。漏極漏極d金屬電極金屬電極柵極柵極g源極源極ssio2絕緣層絕緣層p p型硅襯底型硅襯底 高摻雜高摻雜n區(qū)區(qū) 由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬二氧化硅，故又稱金屬- -氧化物氧化物- -半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱mos場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管。egp型硅襯底型硅襯底n+n+gsd+ugsed+ 由結(jié)構(gòu)圖可見由結(jié)構(gòu)圖可見，n+型漏區(qū)和型漏區(qū)和n+型源區(qū)之間被型源區(qū)之間被p型型襯底隔開，漏極和源極之間是兩個(gè)背靠背的襯底隔開，漏極和源極之間是兩個(gè)背靠背的pn結(jié)結(jié)。 當(dāng)柵源電壓當(dāng)柵源電壓ugs = 0 時(shí)時(shí)，不管漏極和源極之

4、間所不管漏極和源極之間所加電壓的極性如何，其加電壓的極性如何，其中總有一個(gè)中總有一個(gè)pn結(jié)是反向結(jié)是反向偏置的，反向電阻很高，偏置的，反向電阻很高，漏極電流近似為零漏極電流近似為零。sdegp型硅襯底型硅襯底n+n+gsd+ugsed+ 當(dāng)當(dāng)ugs 0 時(shí)，時(shí)，p p型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；n型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道egp型硅襯底型硅襯底n+n+gsd+ugsed+n型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道當(dāng)當(dāng)ugs ugs(th(th）后，場(chǎng)后，場(chǎng)效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開始導(dǎo)通，開始

5、導(dǎo)通，若漏若漏源之間源之間加上一定的電壓加上一定的電壓uds，則，則有漏極電流有漏極電流id產(chǎn)生。在產(chǎn)生。在一定的一定的uds下下漏極電流漏極電流id的大小與柵源電壓的大小與柵源電壓ugs有有關(guān)。所以，場(chǎng)效應(yīng)管是關(guān)。所以，場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器一種電壓控制電流的器件。件。 在一定的漏在一定的漏源電壓源電壓uds下，使管子由不導(dǎo)通變下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓為導(dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓ugs(thth）。有導(dǎo)電溝道有導(dǎo)電溝道無導(dǎo)電無導(dǎo)電溝道溝道udsugs/id/mauds/vo ougs= 1vugs= 2vugs= 3vugs= 4vn型襯底型襯底p+p+gsd符號(hào)：符號(hào)：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)sio2絕