增強型MOS管的結(jié)構及工作原理

一、增強型MOS管結(jié)構

1.增強型MOS管結(jié)構

①以低摻雜的P型硅片為襯底。

②利用擴散工藝制作成兩個高摻雜的N+區(qū)，并引出兩個電極，分別為源極s和漏極d。

③在半導體上制作一層SiO2絕緣層，在SiO2上制作一層金屬鋁，引出電極，作為柵極g。

④通常將柵極與襯底連接在一起，這樣襯底與柵極之間就形成電容，當柵極與源極之間電壓變化時，將改變襯底靠近絕緣層出的感應電荷的多少，從而控制漏極電流大小。

2.兩種增強型MOS管

二、工作原理

1.Ugs電壓對導電溝道的控制

①當Uds=0,且Ugs=0時，源極與漏極之間只是背向的PN結(jié)，不存在導電溝道，此時即使Uds＞0，也不厚有漏極電流。

②當Uds=0,且Ugs＞0，由于有SiO2存在，柵極電流為零。 由于Ugs＞0，所以柵極金屬層將聚集正電荷，從而排斥P型襯底柵極一側(cè)的空穴，且吸引自由電子靠近柵極一層。 柵極一側(cè)將產(chǎn)生不能移動的負離子區(qū)，形成耗盡層。

③當Uds=0,且Ugs繼續(xù)增大，一方面耗盡層將變寬，另一方面將襯底的自由電子吸引到柵極與耗盡層之間 ，形成N型導電薄層，這里的負電荷數(shù)量遠大于空穴數(shù)量(類似N型半導體)。 在P型半導體上出現(xiàn)N型半導體，所以將N型導電薄層稱為反型層。 而反型層就構成DS之間的導電溝道。

Ugs越大，反型層越厚，導電溝道電阻越小。

2.Uds電壓對漏極電流Id的影響（Ugs＞Ugs(th)＞0）

①Uds=0，此時漏極導電溝道與源極一樣，但是由于漏-源之間電壓為0，所以漏極電流Id=0。

②Uds從0逐漸增大 由于Ugd=Ugs-Uds，當源-漏之間開始加壓時，Ugd電壓將會下降，從而導致漏極處的導電溝道變窄。

此時，只要溝道不夾斷，溝道電阻不變，溝道電阻受Ugs控制。 輸出電流Id與Uds的電壓呈現(xiàn)線性關系，源-漏極之間呈現(xiàn)電阻特性。

③當Uds=Ugs-Ugs(th)

因為Ugd=Ugs-Uds

Ugd=Ugs-[Ugs-Ugs(th)]

Ugd=Ugs(th)

(Ugs(th)為溝道開啟電壓，當Ugd=Ugs(th)時，漏極導電溝道開始預夾斷)

④當Uds＞Ugs-Ugs(th)，漏極夾斷區(qū)逐漸加長。

⑤Uds對漏極電流Id的影響

N溝道增強型MOS管可以實現(xiàn)：輸入電壓Ugs對輸出電流id的控制

三、總結(jié)：

1.截止區(qū)

兩斷截止，無導電溝道

Ugs＜Ugs（th）

Ugd小于Ugs(th)

2.電阻區(qū)

兩通阻，溝道開啟，如輸出曲線的可變電阻區(qū) ，雖然稱為可變電阻區(qū)，只要Ugs電壓不變，溝道電阻不變； 對應不同Ugs，導電溝道有不同的電阻，所以稱為可變電阻區(qū)。

3.預夾斷

導電溝道開始預夾斷。 如輸出曲線的預夾斷軌跡

4.恒流區(qū)

漏極導電溝道夾斷，源極導電溝道開通。 如輸出曲線恒流區(qū)。

兩斷截止，兩通阻，一斷一通時恒流。