本征器件
发布时间:2013/7/29 20:46:08 访问次数:932
与双极型晶体管不同的是,金属一氧化物一半导体场效应晶体管(MOSFET)电流的形成主要是电场作用的结果,而不是扩散作用的结果。它们是带有控制端的电阻,该控制端称为栅(gate)。电压直接施加在金属一氧化物一半导体(M()S)平行板电容(栅极)上,即电阻上的电压调制电阻两端沟道中的电荷分布情况(即阻值)。现代先进的MOSFET器件,即使利用多晶硅材料代替金属栅(图2.17),也命名为MOSFET。
将负电压施加在一个N沟道MOSFET(即NMOS晶体管)的栅极上,如图2.17(a)所示,衬底中的多数载流子被吸引到栅极附近,使得载流子有效积累在该栅极表面附近,增加多数载流子的浓度。由于所有PN结都反向偏置,没有电流流过,也就认为该器件处于关哳状态。如图2. 17(b)所示,在栅极上施加一个小的正电压,将多数载流子P+推离表面,将电荷载流子表面下的区域耗尽,但是,仍然没有电流形成。在栅极上施加足够大的正电压,当大于器件的阈值电压时(如u>VT),电荷载流子被从N+接触孔的位置吸引到栅极下面区域,将栅极下面区域充分反型,将N+端和N型沟道连通[图2.17(c)],这也是该器件称为“N沟道”MOSFET的原因。进一步增大栅极电压,就会增加沟道中电荷载流子的浓度,也就相当于增加了器件的有效电导,即得到了所希望的晶体管动态工作特性。
与电阻相同,沟道电阻是少数载流子迁移率的函数,随着沟道长度L的增加而增加,随着沟道宽度w的减小而增加。如前文所述,沟道电阻也随着栅极电压,(或者栅源电压)和栅氧化层电容的增加而减小。最后,流经器件的电流与沟道电阻R沟道(其关系如前文所述)成反比,与两端口上电压成正比(即漏源电压VI)S).
与双极型晶体管不同的是,金属一氧化物一半导体场效应晶体管(MOSFET)电流的形成主要是电场作用的结果,而不是扩散作用的结果。它们是带有控制端的电阻,该控制端称为栅(gate)。电压直接施加在金属一氧化物一半导体(M()S)平行板电容(栅极)上,即电阻上的电压调制电阻两端沟道中的电荷分布情况(即阻值)。现代先进的MOSFET器件,即使利用多晶硅材料代替金属栅(图2.17),也命名为MOSFET。
将负电压施加在一个N沟道MOSFET(即NMOS晶体管)的栅极上,如图2.17(a)所示,衬底中的多数载流子被吸引到栅极附近,使得载流子有效积累在该栅极表面附近,增加多数载流子的浓度。由于所有PN结都反向偏置,没有电流流过,也就认为该器件处于关哳状态。如图2. 17(b)所示,在栅极上施加一个小的正电压,将多数载流子P+推离表面,将电荷载流子表面下的区域耗尽,但是,仍然没有电流形成。在栅极上施加足够大的正电压,当大于器件的阈值电压时(如u>VT),电荷载流子被从N+接触孔的位置吸引到栅极下面区域,将栅极下面区域充分反型,将N+端和N型沟道连通[图2.17(c)],这也是该器件称为“N沟道”MOSFET的原因。进一步增大栅极电压,就会增加沟道中电荷载流子的浓度,也就相当于增加了器件的有效电导,即得到了所希望的晶体管动态工作特性。
与电阻相同,沟道电阻是少数载流子迁移率的函数,随着沟道长度L的增加而增加,随着沟道宽度w的减小而增加。如前文所述,沟道电阻也随着栅极电压,(或者栅源电压)和栅氧化层电容的增加而减小。最后,流经器件的电流与沟道电阻R沟道(其关系如前文所述)成反比,与两端口上电压成正比(即漏源电压VI)S).
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