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n沟道mos场效应管 n沟道mos管工作原理

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1、NMOS晶体管的工作原理   NMOS晶体管的工作原理： 在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底（提供大量可以动空穴）上，制作两个高掺杂浓度的N区(N区域中有大量为电流流动提供自由电子的电子源)，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极D和源极S 。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极（通常是多晶硅）,作为栅极G 。在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管 。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的 。NMOS晶体管简介： NMOS英文全称为：NMentalOxideSemiconductor 。意思为N型金属氧化物半导体，而拥有这种结构的晶体管我们称之为NMOS晶体管 。MOS晶体管有P型MOS管和N型MOS管之分 。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路，由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路，由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路，即CMOS电路 。n沟道增强型mos管的输出特性曲线与结型场效应管一样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止区和击穿区几部分 。转移特性曲线由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和区(恒流区),此时id几乎不随vds而变化,即不同的vds所对应的转移特性曲线几乎是重合的,所以可用vds大于某一数值(vds＞vgsvt)后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线. mos管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型mos管中不用夹断电压vp，而用开启电压vt表征管子的特性 。n沟道耗尽型mos管 结构：n沟道耗尽型mos管与n沟道增强型mos管基本相似 。区别：耗尽型mos管在vgs=0时，漏－源极间已有导电沟道产生 增强型mos管要在vgs≥vt时才出现导电沟道 。原因：制造n沟道耗尽型mos管时，在sio2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子na或k(制造p沟道耗尽型mos管时掺入负离子)，因此即使vgs=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的p型衬底表面也能感应生成n沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压vds，就有电流id 。如果加上正的vgs，栅极与n沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，id增大 。反之vgs为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，id减小 。当vgs负向增加到某一数值时，导电沟道消失，id趋于零，管子截止，故称为耗尽型 。沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用vp表示 。与n沟道结型场效应管相同，n沟道耗尽型mos管的夹断电压vp也为负值，但是，前者只能在vgs<，vp

2、场效应管的工作原理是什么？   场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极源极间流经沟道的ID，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID” 。更正确地说，ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故 。在GS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极源极间所加DS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流ID流动 。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID饱和 。将这种状态称为夹断 。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断 。在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动 。但是此时漏极源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层 。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象 。其次，GS向负的方向变化，让GS=GS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态 。而且DS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通 。场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管 。主要有两种类型（junction FET—JFET)和金属 氧化物半导体场效应管（metaloxide semiconductor FET，简称MOSFET） 。由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管 。它属于电压控制型半导体器件 。具有输入电阻高（～Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者 。场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名 去这个网站看 有很详细的介绍 。一、场效应管知识_结型场效应管 （一） JFET的结构和特点 什么是场效应管1、结型场效应管的结构，它是在一块N型半导体的两边杂质扩散出高浓度的P型，用P表示，形成两个PN结 。N型半导体的两端引出两个电极，分别称为漏极D和源极S 。把两边的P区引出电极并连在一起称为栅极G 。在漏、源极间加上正向电压，N区中的多子（也电子）导电 。从源极S出发，流向漏极D 。电流方向由D指向S，称为漏极电流ID. 。导电沟道是N型的，故称为N沟道结型场效应管 。什么是场效应管2、结型场效应管的特点 ① vGS＜0，Ri很高； ② 电压控制器件； ③ 单极性器件； 什么是场效应管3、N沟道结型场效应管JFET的输出特性 在vGS=0时，沟道电阻最小，ID达到最大 。当vGS＜0时，耗尽层变大，沟道电阻变大，相应的ID下降 。。什么是场效应管4、结型场效应管的JFET与BJT的特点比较 (1) 场效应管是电压控制器件： 通过GS控制iD 。从输出特性看，各条不同输出特性曲线的参变量是GS 。在恒流区，iD与DS基本无关 。并通过跨导gm=△iD/△GS|DS描述场效应管的放大作用 。而晶体管是通过iB控制iC 。参变量是iB 。放大区，iC与CE基本无关 。通过电流放大系数β=△iC/△iB描述放大作用 。(2)iG=0 。，直流、交流Ri都很高 。而晶体管b极和e极处于正偏，b～e间Ri较小：几千欧 。(3)场效应管的是一种极性的多子导电（单极型器件），具有噪声小，受外界T及辐射的影响小等特点（温度稳定性好） 。(4)场效应管对称，有时DS极可互换使用 。各项性能基本不受影响 。应用时较方便、灵活 。但若制造时已将S和衬底连在一起，则DS不能互换 。(5)场效应管的制造工艺简单，有利于大规模集成，且所占面积小，集成度高 。(击穿而损坏管 。存放管子时，应将GS短接，避免G极悬空 。焊接时，烙铁外壳应接地，防止因烙铁漏电而击穿管子 。(7)场效应管的应用 场效应管在恒流区内工作时，当GS电压变化△GS时，D极电流相应变化△iD 。若将△iD通过较大的RL，从RL上取出的△0=△iDRL，比△GS大倍，即△GS得到了放大 。场效应管和晶体管一样在电路中可起放大的作用 。二、场效应管知识_MOS型场效应管 JFET的输入电阻可达欧姆，但就本质而言，这是PN结的反向电阻，而反向偏置时总有反向电流存在，这就限制了在某些工作条件下对阻值的更高 。，从制造工艺看，把它高度集成化还比较 。绝缘栅型场效应管由金属 氧化物 半导体场效应管制成，称为MetalOxideSemiconductor，简称为MOSFET，这种场效应管的栅极被绝缘层（例如SiO2）隔离，Ri更高，可达 欧姆 。MOS管与JFET的不同之处的导电机构和电流控制原理不同 。JFET耗尽层的宽度改变导电沟道的宽度来控制ID，OSFET则是半导体表面的电场效应，由感应电荷的多少改变导电沟道来控制电流 。MOS管分为N沟道和P沟道两类, 每一类又分为增强型和耗尽型： 增强型：当GS=0,无导电沟道,ID＝0 耗尽型：当GS=0,有导电沟道,ID≠0 很难将明白的 找本模拟电子的书看下就会明白的

3、n沟道增强型mos管   MOS管没你想的那么复杂 注意GS是否已经加了控制电压 如果没加控制电压的话，用一个电阻把电压拉低 防止被干扰 。耐压的冒烟肯定是电流过大导致的 。这只能说明你这里的驱动不适合用那么小的MOS管 。换个大点的吧骚年 。，不同之处仅在于它们形成电流的载流子性质不同，因此导致加在各极上的电压极性相反 。应用得最多的是n沟道增强型mos管 :

4、MOS管的工作原理   mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管 。或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体 。MOS管的urce和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区 。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能 。这样的器件被认为是对称的 。双极型晶体管把输入端电流的小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化 。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta） 。另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化 。FET的增益等于它的transconductance，定义为输出电流的变化和输入电压变化之比 。场效应管的名字也于它的输入端（称为gate）通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流 。事实上没有电流流过这个绝缘体，所以FET管的GATE电流非常小 。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体 。这种晶体管称为金属氧化物半导体(MOS)晶体管，或,金属氧化物半导体场效应管（MOSFET） 。因为MOS管更小更省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管 。MOS管的工作原理： 先考察一个更简单的器件－MOS电容－能更好的理解MOS管 。这个器件有两个电极，一个是金属，另一个是extrinsic silicon，他们之间由一薄层二氧化硅分隔开 。金属极就是GATE，而半导体端就是backgate或者body 。他们之间的绝缘氧化层称为gate dielectric 。图示中的器件有一个轻掺杂P型硅做成的backgate 。这个MOS 电容的电特性能通过把backgate接地，gate接不同的电压来说明 。MOS电容的GATE电位是0 。金属GATE和半导体BACKGATE在WORK FUNCTION上的差异在电介质上产生了一个小电场 。在器件中，这个电场使金属极带轻的正电位，P型硅负电位 。这个电场把硅中底层的电子吸引到表面来，它同时把空穴排斥出表面 。这个电场太弱了，所以载流子浓度的变化非常小，对器件整体的特性影响也非常小 。当MOS电容的GATE相对于BACKGATE正偏置时发生的情况 。穿过GATE DIELECTRIC的电场加强了，有更多的电子从衬底被拉了上来 。同时，空穴被排斥出表面 。随着GATE电压的升高，会出现表面的电子比空穴多的情况 。由于过剩的电子，硅表层看上去就像N型硅 。掺杂极性的反转被称为inversion，反转的硅层叫做channel 。随着GATE电压的持续不断升高，越来越多的电子在表面积累，channel变成了强反转 。Channel形成时的电压被称为阈值电压t 。当GATE和BACKGATE之间的电压差小于阈值电压时，不会形成channel 。当电压差超过阈值电压时，channel就出现了 。MOS电容：（A）未偏置（BG＝） 。中是当MOS电容的GATE相对于backgate是负电压时的情况 。电场反转，往表面吸引空穴排斥电子 。硅表层看上去更重的掺杂了，这个器件被认为是处于accumulation状态了 。MOS电容的特性能被用来形成MOS管 。Gate，电介质和backgate保持原样 。在GATE的两边是两个额外的选择性掺杂的区域 。其中一个称为urce，另一个称为drain 。假设urce 和backgate都接地，drain接正电压 。只要GATE对BACKGATE的电压仍旧小于阈值电压，就不会形成channel 。Drain和backgate之间的PN结反向偏置，所以只有很小的电流从drain流向backgate 。如果GATE电压超过了阈值电压，在GATE电介质下就出现了channel 。这个channel就像一薄层短接drain和urce的N型硅 。由电子组成的电流从urce通过channel流到drain 。总的来说，只有在gate 对urce电压 超过阈值电压t时，才会有drain电流 。在对称的MOS管中，对urce和drain的标注有一点任意性 。定义上，载流子流出urce，流入drain 。因此Source和drain的身份就靠器件的偏置来决定了 。有时晶体管上的偏置电压是不定的，两个引线端就会互相对换角色 。这种情况下，电路设计师必须指定一个是drain另一个是urce 。Source和drain不同掺杂不同几何形状的就是非对称MOS管 。制造非对称晶体管有很多理由，但所有的最终结果都是一样的 。一个引线端被优化作为drain，另一个被优化作为urce 。如果drain和urce对调，这个器件就不能正常工作了 。晶体管有N型channel所有它称为Nchannel MOS管，或NMOS 。Pchannel MOS（PMOS）管也存在，是一个由轻掺杂的N型BACKGATE和P型urce和drain组成的PMOS管 。如果这个晶体管的GATE相对于BACKGATE正向偏置，电子就被吸引到表面，空穴就被排斥出表面 。硅的表面就积累，没有channel形成 。如果GATE相对于BACKGATE反向偏置，空穴被吸引到表面，channel形成了 。因此PMOS管的阈值电压是负值 。由于NMOS管的阈值电压是正的，PMOS的阈值电压是负的，所以工程师们通常会去掉阈值电压前面的符 。一个工程师可能说，“PMOS ”，。饱和区，截止区，放大区 原发布者:王立伟 (iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件 。场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件 。FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用 。绝缘栅场效应管增强型耗尽型FET分类：(MetalOxideSemiconductorFET)，简称MOSFET 。分为：g漏极d源极s栅极增强型N沟道、P沟道耗尽型N沟道、（）工作原理①栅源电压uGS的控制作用当uGS=0时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止 。当uGS＞0时→纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层 。再增加uGS→纵向电场↑ssDDDDGGggddid二氧化硅二氧化硅→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就

5、N沟MOS管的构造及功能？   MOS依照其“通道”的极性不同，可分为N沟与‘p“沟的MOSFET，结构 如图是典型平面N沟道增强型MOSFET的剖面图 。它用一块P型硅半导体材料作衬底（图la），在其面上扩散了两个N型区（图lb），再在上面覆盖一层二氧化硅(SiOd所示 。平面N沟道增强型MOSFET从图1中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的，D与S之间有两个PN结 。一般情况下，衬底与源极在内部连接在一起 。功能 要使增强型N沟道MOSFET工作，要在G、S之间加正电压GS及在D、S之间加正电压DS，则产生正向工作电流ID 。改变GS的电压可控制工作电流ID 若先不接GS（即GS=，称这种MOSFET为增强型 。另一类MOSFET，在GS=0时也有一定的ID（称为IDSS），这种MOSFET称为耗尽型 。P为夹断电压（ID=0） 。耗尽型与增强型主要区别是在制造SiO时的GS，称为夹断电压 。N沟道mos，顾名思义就是s和D极均为p掺杂，衬底为N型掺杂 。在构造的过程中，主要是通过多数载流子的导电过程进行 。
6、N沟道增强型场效应管的工作原理   工作原理： 1栅源电压(GS)的控制作用: 当(GS)=0时，因为漏源之间被两个背靠背的PN结隔离，因此，即使在D、S之间加上电压, 在DS间也不可能形成电流 。当 0<(GS)<(T) (开启电压)时，通过栅极和衬底间的电容作用，将栅极下方P型衬底表层的空穴向下排斥，同时，使两个N区和衬底中的自由电子吸向衬底表层，并与空穴复合而消失，结果在衬底表面形成一薄层负离子的耗尽层 。漏源间仍无载流子的通道 。管子仍不能导通，处于截止状态 。当(GS)>(T)时，衬底中的电子进一步被吸至栅极下方的P型衬底表层，使衬底表层中的自由电子数量大于空穴数量，该薄层转换为N型半导体，称此为反型层 。形成N源区到N漏区的N型沟道 。把开始形成反型层的(GS)值称为该管的开启电压(T) 。这时，若在漏源间加电压(DS)，就能产生漏极电流I(D)，即管子开启 。(GS)值越大，沟道内自由电子越多，沟道电阻越小，在同样(GS) 电压作用下,I(D)越大 。这样，就实现了输入电压(GS)对输出电流I(D)的控制 。2漏源电压(GD)对沟道导电能力的影响: 当(GD)>(T)且固定为某值的情况下，若给漏源间加正电压(DS)则源区的自由电子将沿着沟道漂移到漏区，形成漏极电流I(D)，当I(D)从DS流过沟道时，沿途会产生压降，进而导致沿着沟道长度上栅极与沟道间的电压分布不均匀 。源极端电压最大，为(GS)，由此感生的沟道最深；离开源极端，越向漏极端靠近，则栅—沟间的电压线性下降，由它们感生的沟道越来越浅；直到漏极端，栅漏间电压最小，其值为： (GD)=(GS)(DS) , 由此 感生的沟道也最浅 。可见，在(DS)作用下导电沟道的深度是不均匀的，沟道呈锥形分布 。若(DS)进一步增大，直至(GD)=(T)，即(GS)(DS)=(T)或(DS)=(GS)(T)时，则漏端沟道消失，出现预夹断点 。当(S)为0或较小时，(GD)>(T)，此时DS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布 。当DS增加到使GD=T时，漏极处沟道将缩减到刚刚开启的情况，称为预夹断 。源区的自由电子在DS电场力的作用下，仍能沿着沟道向漏端漂移，一旦到达预夹断区的边界处，就能被预夹断区内的电场力扫至漏区，形成漏极电流 。当DS增加到使GD
【n沟道mos场效应管 n沟道mos管工作原理】

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