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基于在绝缘层下面形成的沟道,MOS晶体管被分类为N沟道晶体管(NMOS)和P沟道晶体管(PMOS)。两个晶体管的横截面图如图1所示。每个MOS晶体管应具有源极,漏极,栅极和通常称为体端子的背栅。
双极结晶体管是放大输入电流的微小变化以产生输出电流的大变化的晶体管。另一种类型的晶体管,称为场效应晶体管(MOSFET),将输入电压的变化转换为输出电流的变化,因此FET的增益通过其跨导来测量,跨导定义为输出电流变化与变化的比率在输入电压。电压施加到称为其栅极的输入端子,流过晶体管的电流取决于栅极电压产生的电场。在栅电极下面放置了绝缘板,因此MOSFET的栅极电流近似为零。
基于在绝缘层下面形成的沟道,MOS管被分类为N沟道晶体管(NMOS)和P沟道晶体管(PMOS)。两个晶体管的横截面图如图1所示。每个晶体管应具有源极,漏极,栅极和通常称为体端子的背栅。在NMOS的情况下,通过将N型掺杂剂扩散到P衬底来产生源极和栅极,反之亦然,用于PMOS。MOS晶体管的源极和漏极是可互换的,载流子流出源极并进入漏极。
下面解释NMOS管工作原理。MOS晶体管有三个操作区域。
1. 截止区域(V GS
2. 三极管区域(V GS > V TH和V DS
3. 饱和区(V GS > V TH和V DS > V DSsat )
最初考虑具有V GS = 0 的Tr ,即没有施加栅极到源极电压。它类似于在源极和漏极之间背靠背连接的2个二极管。所以没有电流从源流到漏极。在源极 - 衬底,漏极 - 衬底连接处也会形成耗尽区。当 V GS 电压逐渐增加到低于阈值电压(V TH)时,栅极下方的空穴被排斥以产生耗尽区,并且在源极到漏极的栅极下它变得连续。然后V GS 增加到阈值电压即V GS > V TH 。此时,P sub中的少数载流子(电子)穿过耗尽区并到达栅极下方。此过程称为反转。栅极下方的电子数量取决于电压V GS - V TH 。因此,由于该横向电场而产生导电通道(图1)。在源极和漏极之间建立通道后,V DS(漏极到源极电压)从0逐渐增加。当V DS 当漏极相对于源极变得更正时(图2),漏极将变为正极,子极点会反向偏置,耗尽区变宽,由于这种横向电场,电流从源极开始流动。漏极和电流随着V DS的增加而增加。因此,源极处的电位小于源极处的电位,耗尽区域在漏极附近变宽,并且沟道在此逐渐变细。在V DS = V DSsat 时,沟道刚刚接触漏极,相应的漏极 - 源极电压称为夹断电压。高于饱和电压,电流变得恒定。载体沿着由沿着相对弱的电场推动的通道向下移动。当它们到达夹断区域的边缘时,它们被强电场吸过耗尽区域。随着漏极电压的增加,沟道两端的电压降不会增加; 相反,夹断区域变宽。因此,漏极电流达到极限并且不再增加。