第七章 MOS反向器.ppt

第七章 MOS反相器?第一部分 MOS晶体管的工作原理?第二部分 MOS反相器?1、在双极型工艺下?ECL/CML:? Emitter Coupled Logic/Current Mode Logic?射极耦合逻辑/电流型开关逻辑?TTL:Transistor Transistor Logic ?晶体管-晶体管逻辑?:Integrated Injection Logic ?集成注入逻辑LI2?2、在MOS 工艺下?NMOS、PMOS:?MNOS:Metal Nitride(氮) Oxide Semiconductor? (E)NMOS与(D)NMOS组成的单元?CMOS: Metal Gate CMOS?HSCMOS:High Speed CMOS (硅栅CMOS)?CMOS/SOS:Silicon on Sapphire?(兰宝石上CMOS,提高抗辐射能力)?VMOS:Vertical CMOS(垂直结构 CMOS 提高密度及避免Lutch-Up效应)第一部分: MOS晶体管的工作原理MOSFET(Metal Oxide Semi-conduction Field Effect Transistor),是构成VLSI的基本元件。一、半导体的表面场效应1、P型半导体图1P型半导体? 2、表面电荷减少图2表面电荷减少?3、形成耗尽层图3 形成耗尽层耗尽层(高阻区)?4、形成反型层图4 形成反型层反型层?二、MOS晶体管的结构一个典型的NMOS晶体管结构图?器件被制作在P型衬底(bulk或body)上,两个重参杂的n区形成源区(S)和漏区(D),一个重参杂的多晶硅(导电)作为栅(G),一层薄二氧化硅层使删和衬底隔离。器件的有效作用就发生在删氧化层下的衬底区。?注意这种结构的源(S)和漏(D)是相同的。?源漏方向的尺寸叫删长L,与之垂直方向的细的尺寸叫做栅宽W,由于在制造过程中,源/漏结的横向扩散,源漏之间实际的距离略小于L,为了避免混淆,我们定义Leff=Ldrawn-2LD, Leff称为有效沟道长度,Ldrawn是沟道总长度,LD是横向扩散长度。? Leff和氧化层厚度tox对MOS电路的性能有着重要的作用。?衬底的电位对器件特性有很大的影,也就是说,MOSFET是一个四端器件。由于在典型的MOS工作中,源漏结二极管都必须反偏,所以我们认为NMOS晶体管的衬底被连接到系统的最低电压上。例如,如果一个电路在0~,实际的连接如下图所示,通过一个p+欧姆区来实。