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时间:2019-03-06
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1、章节第一章引言第二章半导体器件物理基础第三章MOSFET基本结构和原理第四章近代MOS器件物理第五章存储器件基础(不挥发&挥发)第六章异质结的基本特性和应用第七章SOI结构和SOICMOS器件第八章纳米尺度器件及芯片加工技术Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversity第三章MOSFET基本结构和原理•MOSFET的结构和工作原理•MOSFET的阈值电压阈值电压的表达式,各种参数对与阈值电压的•MOSFET的直流特性影响。•MOSFET的频率特性•MOSFET的开关特
2、性•MOSFET的功率特性Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversityMetal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistorDr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversityMOSFETversusBJTMOSFETBJT电场调节作用少子注入扩散收集(EI)D多子作用(多子器件)少子作用(少子器件)一种载流子(单极)两种
3、载流子(双极)输入阻抗高输入阻抗低(MOS绝缘体>109)(pn结正偏,共射~k)电压控制器件电流控制器件噪声低,抗辐射能力强~少子~Nit工艺要求高(~Q)工艺要求低ss频率范围小,功耗低高频,大功率集成度高集成度低Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversity场效应管发展历史提出FET的概念J.E.Lilienfeld(1930专利)O.Heil(1939专利)结型FET研制成功Schockley(1953)表面场效应晶体管(1962年前后)-平面工
4、艺发展,SiO2作为掩蔽和钝化Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversity场效应管的种类表面场效应器件,常采取绝缘栅的形式—MIS(MOS)FET结型FETTFT(薄膜场效应晶体管)肖特基势垒栅FETDr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversityTFT(薄膜场效应晶体管)栅在下面的结构,栅在上面结构gateSDchannelgateSDchannelglassg
5、lass利用玻璃基板做衬底,在玻璃上长无定形硅(a-Si)Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversity肖特基势垒栅场效应管利用肖特基势垒来控制导电沟道特点是频率特性很好,在微波中广泛使用Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversityMOSFET的基本工作原理ID当V>V时GTID:0Gatelength,LgOxidethickness,TBoxGateGSo
6、urceDrainSSubstrateJunctiondepth,XcourtesyofProf.KurodaDjKeioUniversity)Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversityMOSFET的分类和符号NMOSPMOS增强型耗尽型增强型耗尽型衬底pNS/Dn+p+载流子电子空穴V+DSIDSSDDS载流子运动方向SDSDV++TDDDD符号GBGBGBGBSSSSDr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevices
7、andphysics2012.03FudanUniversity输出特性,OutputcharacteristicsNMOS(增强型)饱和区击穿区线性区I~V(V为参量)DSDSGS增强型:Vg=0V时器件关断Dr.P.-F.WangAdvancedsemiconductordevicesandphysics2012.03FudanUniversity输出特性增强型:Vg=0V时器件关断耗尽型:Vg=0V时器件未完全关断NMOS(增强型,NMOS(耗尽型,normallynormallyoff)on)PMOS(增强型,Dr.P.-F.WangPMOS(耗尽型
8、,norm
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