MOS場效應(yīng)晶體管基礎(chǔ) (2)課件

3.1雙端MOS結(jié)構(gòu)1、MOS結(jié)構(gòu)及其場效應(yīng)2、半導(dǎo)體的耗盡及反型3、平衡能帶關(guān)系4、柵壓-平帶電壓和閾值電壓5、電容（C-V）特性MOS-V+a.MOS結(jié)構(gòu)b.電場效應(yīng)1、雙端MOS結(jié)構(gòu)及其場效應(yīng)-V+_______+++++++p型空穴堆積a.p增強型+V-+++++++p型空穴耗盡b.p耗盡型_______+V-+++++++p型電子堆積c.p反型_______-V+V++V2、半導(dǎo)體的耗盡及反型s表面勢空穴堆積電子堆積2、耗盡區(qū)寬度反型表面導(dǎo)電性增加，屏蔽外加電場，空間電荷區(qū)不能再增大。耗盡表面導(dǎo)電性降低，外加電場進一步深入，空間電荷區(qū)增大。金屬氧化物p型半導(dǎo)體3、平衡能帶結(jié)構(gòu)真空能級金屬氧化物p型半導(dǎo)體真空能級能帶平衡關(guān)系：總的能帶彎曲等于金屬半導(dǎo)體功函數(shù)差：金屬功函數(shù)電子親合能3、柵壓-VG+金屬氧化物半導(dǎo)體5、閾值電壓金屬氧化物p型半導(dǎo)體金屬氧化物p型半導(dǎo)體5、閾值電壓5、閾值電壓7、MOS電容模型8、理想C-V特性堆積耗盡中反型強反型低頻高頻8、理想C-V特性堆積中反型強反型耗盡低頻高頻9、非理想效應(yīng)禁帶中央閾值平帶a.固定柵氧化層電荷b.界面態(tài)效應(yīng)3.2MOS場效應(yīng)晶體管1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理2、電流-電壓關(guān)系（定性分析）3、電流-電壓關(guān)系（定量分析）4、MOSFET的等效電路5、MOSFET的頻率限制特性1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理p源(S)柵(G)漏(D)體(B)p源(S)柵(G)漏(D)體(B)n溝GDSBGDSB（1）N溝增強型（2）N溝耗盡型1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理pGDSpGDS空間電荷區(qū)電子反型層(a)柵壓低于閾值電壓：溝道中無反型層電荷(b)柵壓高于閾值電壓：溝道中產(chǎn)生反型層電荷2、電流-電壓關(guān)系（定性）（小的漏源電壓作用）pGDS電子反型層2、電流-電壓關(guān)系（定性）P耗盡區(qū)氧化層反型層P反型層P反型層線性區(qū)偏離線性飽和3、電流-電壓關(guān)系（定量）金屬氧化層P型半導(dǎo)體（a）電荷關(guān)系（b）高斯關(guān)系3、電流-電壓關(guān)系（定量）（c）電勢關(guān)系（d）能量關(guān)系金屬氧化物半導(dǎo)體3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流公式電荷關(guān)系電壓關(guān)系閾值電壓電流-電壓關(guān)系：3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系：飽和:飽和電流-電壓關(guān)系：P溝道增強型MOSFET：nGDSP溝道耗盡型MOSFET：3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系的應(yīng)用（1）——確定閾值電壓和遷移率（1）低漏源電壓近似：（VDS0）（2）飽和電流-電壓關(guān)系：（VDS=VDS(sat)

）3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系的應(yīng)用（2）——MOSFET的跨導(dǎo)MOSFET跨導(dǎo)的定義:非飽和區(qū)跨導(dǎo):飽和區(qū)跨導(dǎo):線性很好！3、電流-電壓關(guān)系（定量）襯底偏置效應(yīng)pGDS4、小信號等效電路4、小信號等效電路柵極：漏極：5、頻率限制因素與截止頻率輸入電流：截止頻率：輸出電流：電流增益：電壓增益：6、CMOS技術(shù)（1）CMOS電路（2）器件結(jié)構(gòu)-V