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2. 参数 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。
从结构上看,N沟道耗尽型MOS管与N沟道增强型MOS管基本相似,其区别仅在于栅源极电压vGS=0时,耗尽型MOS管中的漏源极间已有导电沟道产生,而增强型MOS管要在vGS≥VT时才出现导电沟道。原因是制造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),如图XX_01(a)所示,因此即使vGS=0时,在这些正离子产生的电场的作用下,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沟道耗尽型MOS管相同,N沟道耗尽型MOS管的夹断电压也为负值,但是,前者只能在vGS<0的情况下工作。而后者在vGS=0,vGS>0,VP<vGS<0的情况下均能实现对iD的控制,而且仍能保持栅源极产有很大的绝缘电阻,即栅极电流为零。这是耗尽型MOS管的一个重要特点。 图XX_01(b)、(c)分别是N沟道和P沟道耗尽型MOS管的代表符号。 在饱和区内,耗尽型MOS管的电流方程与结型场效应管的电流方程相同,即
上面以N沟道MOS管为例,讨论了它的工作原理、特性及参数。这些分析也基本上适用于P沟道MOSFET,但由于后者工作的载流子是空穴,故衬底材料及各电极电源极性都要改变。为帮助读者学习,将各类FET的特性列于表XX_01中。
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