數(shù)電第4版 課件 8F 場效應(yīng)三極管

2.2半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)2.2.1半導(dǎo)體的基本知識2.2.2PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?.2.3二極管2.2.4雙極型三極管2.2.5MOS場效應(yīng)晶體管MOS管又稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)三極管

MOS管分為N溝道增強(qiáng)型、N溝道耗盡型、P溝道增強(qiáng)型、P溝道耗盡型四種類型。2.2.5MOS場效應(yīng)管耗盡型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，就有導(dǎo)電溝道存在增強(qiáng)型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，沒有導(dǎo)電溝道（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor,MOSFET）

取一塊P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示。用氧化工藝生成一層SiO2薄膜絕緣層。用光刻工藝腐蝕出兩個孔。

擴(kuò)散兩個高摻雜的N型區(qū)，從而形成兩個PN結(jié)。

從N型區(qū)引出電極，一個是漏極D，一個是源極S。

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。1.NMOS管的結(jié)構(gòu)和符號2.2.5MOS場效應(yīng)管

（1）當(dāng)vGS=0V時

當(dāng)vGS=0V時，漏極D和源極S之間為兩個PN結(jié)，兩端加上電壓總有一個PN結(jié)反偏，因此，無電流流過，iD=0。管子處于截止?fàn)顟B(tài)。2.MOS管的工作原理2.2.5MOS場效應(yīng)管0ViD=0

（2）當(dāng)vGS＞0時

vGS＞0將在絕緣層產(chǎn)生電場，該電場將SiO2絕緣層下方的空穴推走，同時將襯底的電子吸引到下方，形成導(dǎo)電溝道。反型層

當(dāng)vDS＞0產(chǎn)生有漏極電流iD。這說明vGS對iD的控制作用。2.MOS管的工作原理

思考：何謂反型層？何謂開啟電壓？2.2.5MOS場效應(yīng)管（3）vDS對溝道的控制作用在漏源電壓的作用下，整個溝道呈楔形分布。當(dāng)vDS增加到使vGD=VT時，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。2.2.5MOS場效應(yīng)管（4）vDS和vGS同時作用時vGS變化時，給定一個vGS，就有一條不同的iD–vDS曲線。2.2.5MOS場效應(yīng)管（5）特性曲線①截止區(qū)。當(dāng)vGS＜VT時，導(dǎo)電溝道尚未形成，iD＝0，為截止工作狀態(tài)。2.2.5MOS場效應(yīng)管②可變電阻區(qū)vDS≤vGS－VTrdso是一個受vGS控制的可變電阻。2.2.5MOS場效應(yīng)管③飽和區(qū)（又稱恒流區(qū)、放大區(qū)）vGS>VT

，且vDS≥（vGS－VT）3.NMOS管和PMOS管的通斷條件NMOS當(dāng)vGS＞VTN時導(dǎo)通當(dāng)vGS＜VTN時截止PMOS當(dāng)∣vGS∣＞∣VTP∣時導(dǎo)通當(dāng)∣vGS∣＜∣VTP∣時截止2.2.5MOS場效應(yīng)管

（1）當(dāng)vGS=0時，rDS可達(dá)到106Ω。當(dāng)vGS增加時，rDS減小，最小可達(dá)到10Ω左右，因此，MOS管可看成由電壓控制的電阻。（2）MOS管的門極有非常高的輸入阻抗。4.MOS管的電路模型2.2.5MOS場效應(yīng)管（1）當(dāng)MOS管構(gòu)成放大電路時，工作在哪個區(qū)？（2）BJT和MOSFET有什么區(qū)別？5.思考題2.2.5