场效应三极管及其放大电路(1)MOSFET详解 |
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目录 MOS管种类 MOS管结构和工作原理 NMOS管增强型结构 NMOS管增强型工作原理 阈值电压VTN和截止区 可变电阻区 恒流区形成 I-V特性曲线及特性方程 总结 NMOS耗尽型 与NMOS增强型区别 I-V特性曲线及特性方程 总结 PMOS增强型 与NMOS增强型区别 I-V特性曲线及特性方程 PMOS耗尽型 与PMOS增强型区别 MOS管符号 增强型和耗尽型区分 PMOS和NMOS区分 g,s,d如何区分 MOS管种类MOS管从导电载流子来看,有N沟道的MOSFET和P沟道的MOSFET,常称为NMOS管和PMOS管。而按照导电沟道形成机理不同,它们又各自分为增强型E型和耗尽型D型两种。因此MOS管有四种:增强型PMOS管,增强型NMOS管,耗尽型PMOS管,耗尽型NMOS管。 先看上面两张图,第一张是NMOS管的结构图,第二张是NMOS管的纵剖面图。看起来密密麻麻的字,很让人看的心烦。 从下往上讲,简单来说就是: ⑴衬底是参杂了P型硅半导体,然后在这个衬底的两端加入了两块N型半导体。 ⑵中间这个沟道没有满足条件的时候是没有的(图一是满足了条件的时候,图二是没有满足条件的时候),先不要管他,后面会讲,你直接把他看成是P型衬底的一部分即可。 ⑶在P型衬底上方增加了三块很薄的二氧化硅绝缘层(最两边两个白色部分,和标有tox的白色部分)。 ⑷在最上面加上三个铝电极(最上面三个黑色的部分),用于导电。这三块铝电极分别称为栅极g(gate),源极s(source),漏极d(drain)。 因为我们形成的沟道是带负电的电子,所以我们将这个MOS管称之为NMOS管。 NMOS管增强型工作原理 阈值电压VTN和截止区根据上面的结构图和纵剖面图我们知道,场效应其实就是两个方向相反的二极管的组合(如下图)。中间是P型半导体,两边是N型半导体,最后形成方向相反的两个二极管。 因为二极管具有单向导通的特性,所以现在我们在漏极d和源极s之间增加电压,无论电压方向如何都是不会有电流的。 于是我们尝试在栅极g处增加电压,电池正极接g,负极接衬底和s极,衬底和s极作为零电势点。(如下图) ⑴因为电池的负极接衬底,衬底又是P型半导体,里面具有大量的空穴会吸引电子,所以现在P型半导体中有一定量的电子。⑵又因为栅极g连接了正极,而栅极g和P型半导体之间的绝缘层很薄,可以产生一个 现在我们知道沟道形成需要Vgs≥VTN,而Vgs |
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