MOS器件物理基礎(chǔ)知識(shí)

1、對(duì)于一個(gè)mos管，哪些屬于設(shè)計(jì)可控參數(shù)？哪些屬于工藝參數(shù)？

設(shè)計(jì)可控參數(shù)：溝道的長(zhǎng)度和寬度

工藝參數(shù)：氧化層厚度、襯底摻雜濃度

2、什么是標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝？什么是深N阱工藝它們分別有什么特點(diǎn)？

標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝：就是在同一塊襯底上集成NMOS和PMOS,比如在一塊p襯底可以先做一個(gè)nmos然后再做一個(gè)N阱，再在N阱中摻入p+區(qū)形成PMOS，如下圖所示：

問(wèn)題：NMOS的襯底和PMOS的襯底可以分別接不同電位嗎？

答：對(duì)于NMOS而言，所有襯底都接在一起，一般接地，對(duì)于PMOS而言，由于N阱可以隔離，故PMOS的襯底可以接不同電位。

深N阱工藝：就是在p襯底上，通過(guò)摻雜形成一個(gè)深N然后再形成一個(gè)P阱，制作NMOS，可以實(shí)現(xiàn)器件隔離的作用，同時(shí)提高了電路的性能，缺點(diǎn)是電路面積增大、費(fèi)用較高。

3、NMOS和PMOS管的符號(hào)表示，電流方向？

對(duì)于NMOS：電流由D流向S

對(duì)于PMOS：電流由S流向D

4、MOS管的應(yīng)用有哪些？

（1）MOS管可以作為開(kāi)管使用。

（2）MOS管可以作為一個(gè)壓控電流源使用（VCCS）

5、BJT可不可以作為開(kāi)關(guān)使用？為什么？

答：BJT作為開(kāi)管效果不好，因?yàn)榇嬖赽流向e的電流，不如mos管，mos管的柵極為一個(gè)電容，無(wú)電流流過(guò)。

6、MOS管的閾值電壓受哪些因素影響？

7、MOS管的Vth是一個(gè)固定值嗎？

答：對(duì)于給定溫度下的Vth可以近似看作一個(gè)恒定值，但是對(duì)于高精度要求的情況下，Vth并不是一個(gè)可靠的數(shù)值。

8、怎樣理解MOS管的截止區(qū)、深線(xiàn)性區(qū)、線(xiàn)性區(qū)（三極管區(qū)）、飽和區(qū)？

截止區(qū)：是對(duì)于而言的，對(duì)于S端接地，可以看作當(dāng),若S端不是0電位，則為。

深線(xiàn)性區(qū)：是對(duì)于而言的，此時(shí)默認(rèn)，有,深線(xiàn)性區(qū)可以看作一個(gè)壓控電阻。

線(xiàn)性區(qū)：又稱(chēng)三極管區(qū)，也是對(duì)而言的，有Vds≤Vgs-Vth

飽和區(qū)：也是對(duì)而言的，若，則稱(chēng)此時(shí)，MOS管進(jìn)入飽和區(qū)。

9、MOS管在各個(gè)區(qū)的I/V關(guān)系如何？

答：

在截止區(qū)：

（1）在三極管區(qū)：

（2）在深線(xiàn)性區(qū)：

（3）對(duì)于長(zhǎng)溝道器件而言，在飽和區(qū)：

10、什么是過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓？

答：

注意不同對(duì)應(yīng)著不同的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓，并不是定值。

11、怎么理解、、？

就是一個(gè)純交流小信號(hào)，而則是相當(dāng)于偏置電流，為一個(gè)直流信號(hào)，則是在一個(gè)直流上駝伏一個(gè)小的交流信號(hào)。

12、怎么理解“小信號(hào)”？

13、推導(dǎo)跨導(dǎo)公式，并解釋其物理意義

注意：此處可以看出，為交流小信號(hào)的放大倍數(shù)。反應(yīng)了柵壓對(duì)溝道電流的控制能力。

的計(jì)算公式如下：

注：、、、為四個(gè)變量。

14、怎么理解交流小信號(hào)模型？分別畫(huà)出NMOS和PMOS的小信號(hào)等效模型

答：交流小信號(hào)模型，將電路中的直流源看作接地，此時(shí)的輸入為純交流

對(duì)于NMOS而言：

對(duì)于PMOS而言：

15、怎么理解體效應(yīng)（背柵效應(yīng)）？

對(duì)于NMOS而言，體效應(yīng)就是S源端與襯底B的電位不一致。而引起的閾值電壓的改變。

16、什么是體效應(yīng)系數(shù)？體效應(yīng)系數(shù)由什么決定？

為體效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于NMOS為正、對(duì)于PMOS為負(fù)。由工藝決定，單位為.

17、畫(huà)出考慮體效應(yīng)的MOS等效小信號(hào)模型

18、什么是溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)？

短溝道器件比較明顯，當(dāng)器件進(jìn)入飽和區(qū)時(shí)，溝道產(chǎn)生夾斷，有效溝道長(zhǎng)度發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致溝道電阻減小，溝道電流增加。

19、什么是溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)？溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)由什么決定？越大越好還是越小越好？

溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)由工藝和設(shè)計(jì)同時(shí)影響。越小越好，溝道效應(yīng)越不明顯。

20、畫(huà)出考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)的MOS小信號(hào)等效模型

溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)可以等效為一個(gè)輸出電阻的作用。其表達(dá)式可以寫(xiě)為：

21、解釋亞閾值導(dǎo)通，并說(shuō)明其特性。

理想情況下，當(dāng)時(shí)，，但是實(shí)際情況并非如此，在亞閾值區(qū)，也會(huì)存在一定的電流。

在亞閾值區(qū)，當(dāng)Vds≥100mV時(shí)，看作飽和，電流與呈指數(shù)關(guān)系。

亞閾值區(qū)的特點(diǎn)：（1）功耗低（2）噪聲大（3）速度慢