本征器件
發(fā)布時間:2013/7/29 20:46:08 訪問次數(shù):896
與雙極型晶體管不同的是,金屬一氧化物一半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)電流的形成主要是電場作用的結(jié)果,而不是擴散作用的結(jié)果。它們是帶有控制端的電阻,該控制端稱為柵(gate)。電壓直接施加在金屬一氧化物一半導(dǎo)體(M()S)平行板電容(柵極)上,即電阻上的電壓調(diào)制電阻兩端溝道中的電荷分布情況(即阻值)。現(xiàn)代先進(jìn)的MOSFET器件,即使利用多晶硅材料代替金屬柵(圖2.17),也命名為MOSFET。
將負(fù)電壓施加在一個N溝道MOSFET(即NMOS晶體管)的柵極上,如圖2.17(a)所示,襯底中的多數(shù)載流子被吸引到柵極附近,使得載流子有效積累在該柵極表面附近,增加多數(shù)載流子的濃度。由于所有PN結(jié)都反向偏置,沒有電流流過,也就認(rèn)為該器件處于關(guān)哳狀態(tài)。如圖2. 17(b)所示,在柵極上施加一個小的正電壓,將多數(shù)載流子P+推離表面,將電荷載流子表面下的區(qū)域耗盡,但是,仍然沒有電流形成。在柵極上施加足夠大的正電壓,當(dāng)大于器件的閾值電壓時(如u>VT),電荷載流子被從N+接觸孔的位置吸引到柵極下面區(qū)域,將柵極下面區(qū)域充分反型,將N+端和N型溝道連通[圖2.17(c)],這也是該器件稱為“N溝道”MOSFET的原因。進(jìn)一步增大柵極電壓,就會增加溝道中電荷載流子的濃度,也就相當(dāng)于增加了器件的有效電導(dǎo),即得到了所希望的晶體管動態(tài)工作特性。
與電阻相同,溝道電阻是少數(shù)載流子遷移率的函數(shù),隨著溝道長度L的增加而增加,隨著溝道寬度w的減小而增加。如前文所述,溝道電阻也隨著柵極電壓,(或者柵源電壓)和柵氧化層電容的增加而減小。最后,流經(jīng)器件的電流與溝道電阻R溝道(其關(guān)系如前文所述)成反比,與兩端口上電壓成正比(即漏源電壓VI)S).
與雙極型晶體管不同的是,金屬一氧化物一半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)電流的形成主要是電場作用的結(jié)果,而不是擴散作用的結(jié)果。它們是帶有控制端的電阻,該控制端稱為柵(gate)。電壓直接施加在金屬一氧化物一半導(dǎo)體(M()S)平行板電容(柵極)上,即電阻上的電壓調(diào)制電阻兩端溝道中的電荷分布情況(即阻值)。現(xiàn)代先進(jìn)的MOSFET器件,即使利用多晶硅材料代替金屬柵(圖2.17),也命名為MOSFET。
將負(fù)電壓施加在一個N溝道MOSFET(即NMOS晶體管)的柵極上,如圖2.17(a)所示,襯底中的多數(shù)載流子被吸引到柵極附近,使得載流子有效積累在該柵極表面附近,增加多數(shù)載流子的濃度。由于所有PN結(jié)都反向偏置,沒有電流流過,也就認(rèn)為該器件處于關(guān)哳狀態(tài)。如圖2. 17(b)所示,在柵極上施加一個小的正電壓,將多數(shù)載流子P+推離表面,將電荷載流子表面下的區(qū)域耗盡,但是,仍然沒有電流形成。在柵極上施加足夠大的正電壓,當(dāng)大于器件的閾值電壓時(如u>VT),電荷載流子被從N+接觸孔的位置吸引到柵極下面區(qū)域,將柵極下面區(qū)域充分反型,將N+端和N型溝道連通[圖2.17(c)],這也是該器件稱為“N溝道”MOSFET的原因。進(jìn)一步增大柵極電壓,就會增加溝道中電荷載流子的濃度,也就相當(dāng)于增加了器件的有效電導(dǎo),即得到了所希望的晶體管動態(tài)工作特性。
與電阻相同,溝道電阻是少數(shù)載流子遷移率的函數(shù),隨著溝道長度L的增加而增加,隨著溝道寬度w的減小而增加。如前文所述,溝道電阻也隨著柵極電壓,(或者柵源電壓)和柵氧化層電容的增加而減小。最后,流經(jīng)器件的電流與溝道電阻R溝道(其關(guān)系如前文所述)成反比,與兩端口上電壓成正比(即漏源電壓VI)S).
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