金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件1单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础11.1 双端MOS结构n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.1.1 能带图n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础多子积累：1）能带（向上）弯曲并接近EF；2）多子（空穴）在半导体表面积累，越接近半导体表面多子浓度越高图 11.4 p型衬底MOS电容器的能带图 (a)加负栅压n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础多子耗尽：1）表面能带向下弯曲；2）表面上的多子浓度比体内少得多，基本上耗尽，表面带负电图 11.4 p型衬底MOS电容器的能带图 (b)加小正栅压n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础少子反型：1）Ei与EF在表面处相交（此处为本征型）；2）表面区的少子数多子数表面反型；3）反型层和半导体内部之间还夹着一层耗尽层。
图 11.4 p型衬底MOS电容器的能带图 (c)加大正栅压n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础图 11.4 p型衬底MOS电容器的能带图n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础图 11.7 n型衬底MOS电容器的能带图 (a)加正栅压 (c)加小负栅压 (c)加大负栅压n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.1.2 耗尽层厚度n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.1.3 功函数差n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础图 11.13 p型衬底MOS结构加零栅压时的能带图 (a) n多晶硅栅 (b) p多晶硅栅n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础复合系数复合系数包含表面效应图 11.14 n型衬底MOS结构加负栅压时的能带图n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n10.3.3 小结复合系数基极输运系数发射极注入效率共基极电流增益共射极电流增益 11.1.4 平带电压n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.1.5 阈值电压阈值反型点：n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.1.5 电荷分布n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础11.2 电容-电压特性 11.2.1 理想C-V特性多子堆积MOS电容：n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础多子耗尽MOS电容：阈值反型点最小电容：n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础少子反型MOS电容：平带电容：n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础图 11.27 p型衬底MOS电容器 C-V特性图 11.28 n型衬底MOS电容器 C-V特性n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.2.2 频率特性n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.2.3 固定栅氧化层和界面电荷效应n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础11.3 MOSFET基本工作原理 11.3.1 MOSFET结构n沟道增强型n沟道耗尽型p沟道增强型p沟道耗尽型n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.3.2 电流-电压关系n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础图 11.41 n沟道增强型MOSFET I-V特性曲线n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础非饱和区：饱和区：n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.3.3 电流-电压关系-数学推导假设：1.沟道中的电流是漂移而非扩散产生2.栅氧化层中无电流3.利用沟道缓变近似4.任何固定氧化层电荷等价于在氧化层-半导体界面处的电荷密度5.沟道中载流子迁移率为常数n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础复合系数电荷中和高斯定理总电荷数n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础因为合并(11.50) (11.53)和（11.54）n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础代入(11.45)n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础p沟器件n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.3.4 跨导非饱和区饱和区n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.3.5 衬底偏置效应n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础饱和区：11.4 频率限制特性 11.4.1 小信号等效电路n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础G-P模型相对于E-M模型考虑了更多的物理特性n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 11.4.2 频率限制因素与截止频率n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础11.5 CMOS技术n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件n第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础n金属氧化物半导体场效应晶体管基础课件。