MOS晶体管结构和工作原理概要.pptx

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MOS晶体管结构和工作原理
MOS晶体管结构
结构图
平面图
MOS晶体管种类
MOS晶体管符号
MOS晶体管工作原理
MOSFET特性
MOSIVCURVE
MOS衬底偏置效应
MOS热载流子效应
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MOS晶体管结构
结构图
Vg
Vs
Vd
FOX
N+
N+
L
W
栅(G)
源(S)
漏(D)
Vb
P衬底(B)
FOX
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MOS晶体管结构
平面图
TO
POLY
W1
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MOS晶体管结构
在正常工作条件下,栅电压Vg产生的电场控制着源漏间沟道区内载流子的运动。由于器件的电流由器件内部的电场控制
-----------MOS场效应晶体管(MOSFET)
栅极与其它电极之间是绝缘的
-----------绝缘栅场效应晶体管(IGFET)
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MOS晶体管结构
MOS晶体管种类
按沟道区中载流子类型分
N沟MOS晶体管:衬底为P型,源漏为重掺杂的N+,沟道中
载流子为电子
P沟MOS晶体管:衬底为N型,源漏为重掺杂的P+,沟道中
载流子为空穴
在正常情况下,只有一种类型的载流子在工作,因此也称其为单极晶体管
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MOS晶体管结构
MOS晶体管种类
按工作模式分
增强型晶体管:若在零栅压下不存在漏源导电沟道,为了形
成导电沟道,需要施加一定的栅压,也就是
说沟道要通过“增强”才能导通
耗尽型晶体管:器件本身在漏源之间就存在导电沟道,即使
在零栅压下器件也是导通的。若要使器件截
止,就必须施加栅压使沟道耗尽
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MOS晶体管结构
MOS晶体管符号
NMOS:
PMOS:
G
D
B
S
G
D
B
G
D
S
G
D
S
G
D
S
G
D
B
S
G
D
B
G
D
S
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MOS晶体管特性
MOS晶体管特性
N沟MOS截面图
Vs
Vd
Vg
Xsd
N+
N+
Xdd
耗尽区边界
Qg
Qb
Qi
PSubstrate(Nb)
Vb
L
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MOS晶体管特性
MOS晶体管特性
假定漏端电压Vds为正,当栅上施加一个小于开启电压的正栅压时,栅氧下面的P型表面区的空穴被耗尽,在硅表面形成一层负电荷,这些电荷被称为耗尽层电荷Qb。这时的漏源电流为泄漏电流。
如果Vgs>Vth,在P型硅表面形成可移动的负电荷Qi层,即导电沟道。由于表面为N型的导电沟道与P型衬底的导电类型相反,因此该表面导电沟道被称为反型层。
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