欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:43209063
大小:329.00 KB
页数:21页
时间:2019-10-03
《半导体器件物理chapt 4-1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、§4.1晶体管的基本结构和杂质分布根据工作原理,晶体管可以分为两大类:一类就是第3章中讨论过的双极型晶体管,另一类就是本章将讨论的MOS场效应晶体管。在双极型晶体管中,参加工作的不仅有少数载流子,也有多数载流子,故统称为双极型晶体管。场效应管(FieldEffectTransistor简称FET)是一种电压控制器件(uGS~iD),工作时,只有一种载流子参与导电,因此它是单极型器件。FET因其制造工艺简单,功耗小,温度特性好,输入电阻极高等优点,得到了广泛应用。FET分类:绝缘栅场效应管结型场效应管耗尽型P沟道N沟道P沟道N沟道P
2、沟道增强型N沟道一.绝缘栅场效应管绝缘栅型场效应管(MetalOxideSemiconductorFET),简称MOSFET。分为:增强型N沟道、P沟道耗尽型N沟道、P沟道1.N沟道增强型MOS管(1)结构4个电极:漏极D,源极S,栅极G和衬底B。符号:晶体管MOS场效应晶体管管芯的基本结构参数有沟道长度(即漏和源两个冶金结之间的距离L)、沟道宽度W、栅绝缘层厚度tox、漏区和源区的扩散结深Xj、衬底掺杂浓度NA等。从版图结构看,实际的MOS场效应晶体管图形结构多种多样,它们有环形结构、条状结构和梳状结构等。当uGS>0V时→
3、纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。(2)工作原理当uGS=0V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在d、s之间加上电压也不会形成电流,即管子截止。再增加uGS→纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道,如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流id。①栅源电压uGS的控制作用定义:开启电压(UT)——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。N沟道增强型MOS管的基本特性:uGS<UT,管子截止,uGS>UT,管子导通。uGS越大,沟道越宽,在相同的漏源电压uDS作用下,漏极电流ID越大。输出特性②转移特性曲线:
4、iD=f(uGS)uDS=const可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例:作uDS=10V的一条转移特性曲线:UT一个重要参数——跨导gm:gm=iD/uGSuDS=const(单位mS)gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上,gm为的曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出gm。2.N沟道耗尽型MOSFET特点:当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。当uGS>0时,沟道增宽,iD进一步增加。当uGS<0时,沟道变窄,iD减小。在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时
5、,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。定义:夹断电压(UP)——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS。
此文档下载收益归作者所有