場效應(yīng)晶體管JFET與MESFET器件基礎(chǔ)

1、VGSrsubTqNaV022DsatDSTGSDSDSDSTGSDVVVVVVVVVI,)1()(22LWaNqsubn)(DsatDSTGSDSTGSDVVVVVVVI,)1)(22 LVfDSnTDsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCI源 柵 漏 源 漏N溝道襯底JFETN溝道襯底MESFETJFET與MESFET結(jié)構(gòu)P+Metal場效應(yīng)晶體管（FET）結(jié)型場效應(yīng)晶體管 （JFET）金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 （MESFET） MOS 場效應(yīng) 晶體管（MOSFET）MOS器件的表征：溝道長度溝道長度溝

2、道寬度溝道寬度wLNMOS工作原理VDS VGS - VT閾值電壓：強(qiáng)反型層形成溝道時的柵源電壓VT； (表面反型產(chǎn)生的載流子數(shù)目等于襯底多子的數(shù)目)線性區(qū)(Linear region) ：VDS = VGS - VT過渡區(qū) ：截止區(qū)（Cut off）： VGS VT擊穿區(qū)：PN結(jié)擊穿； 圖1 P型半導(dǎo)體圖2 表面電荷減少圖 3 形成耗盡層耗盡層（高阻區(qū)）圖 4 形成反型層反型層（1）線性區(qū)：VGS-VTVDS令：K= Cox n 工藝因子 Cox :單位面積電容； n：電子遷移率 N=K(W/L) 導(dǎo)電因子則：IDS=N(VGS-VTN)-VDS/2.VDS 線性區(qū)的電壓-電流方程當(dāng)工藝一定

3、時，K一定，N與（W/L）有關(guān)。22TGSVVnDSI L S D VDSVDS-(VGS-VT)VGS-VT溝道夾斷溝道長度調(diào)制效應(yīng)MOS的電流電壓特性（3）截止區(qū)： 0 IDS=0 IDS 輸出特性曲線VDS 0線性區(qū)飽和區(qū)|VG5|VG4|VG3|VG2|VG1|VGS-VT0VDS =VGS-VT 截止區(qū)TGSDSVVIIexp0- V g sGN - S i襯底SDI s d = - I d sV d d P P - V d s)(0BSttVVV D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVTIDS D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVT

4、IDSVGS=0 D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-) D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-)Vg=0TGSDVVI , 0DsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20DsatDSTGSTGSXnDsatDVVVVVVLWCII,)(2120210)(2TGSDSsubreffVVVqNLL)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCItconsVGSDmGSVIgtanDSxnmVLWCg0)1)(0DSTGSxnmVVVLWCgtconsVDSDmGSVIgtan為渡越時間:2/1Tf21)2(2FFFBTVVOXSSSFBCQVVOXioxTC0為襯底摻雜濃度為費(fèi)米電勢 subN )(