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1、会计学1MOS场效应晶体管基础场效应晶体管基础(jch)第一页，共37页。MOS- V +a. MOS结构(jigu)b. 电场(din chng)效应1、 双端MOS结构(jigu)及其场效应第1页/共36页第二页，共37页。- V +_ _ _ _ _ _ _+ + + + + + +p型空穴(kn xu)堆积a. p增强型+ V -+ + + + + + +p型空穴(kn xu)耗尽b. p耗尽(ho jn)型_ _ _ _ _ _ _+ V -+ + + + + + +p型电子堆积c. p反型_ _ _ _ _ _ _-V+V+V2、 半导体的耗尽及反型s表面势空穴堆积电子堆积第2页/
2、共36页第三页，共37页。- V + + + + + + +n型电子(dinz)堆积a. n增强型+ V -+ + + + + + +n型电子(dinz)耗尽b. n耗尽(ho jn)型_ _ _ _ _ _ _+ V -+ + + + + + +n型空穴堆积c. n反型_ _ _ _ _ _ _+V-V-V2、 半导体耗尽及反型_ _ _ _ _ _ _s表面势空穴堆积电子堆积第3页/共36页第四页，共37页。2、 耗尽(ho jn)区宽度反型反型表面导电性增加，屏蔽表面导电性增加，屏蔽外加外加(wiji)电场，空电场，空间电荷区不能再增大。间电荷区不能再增大。耗尽耗尽(ho jn)表面导电
3、性降低，外加电场表面导电性降低，外加电场进一步深入，空间电荷区增进一步深入，空间电荷区增大。大。第4页/共36页第五页，共37页。金属(jnsh) 氧化物 p型半导体3、 平衡(pnghng)能带结构真空(zhnkng)能级金属 氧化物 p型半导体真空能级能带平衡关系：能带平衡关系：总的能带弯曲等于金总的能带弯曲等于金属半导体功函数差：属半导体功函数差：金属功函数电子亲合能第5页/共36页第六页，共37页。3、 栅压- VG +金属(jnsh) 氧化物 半导体第6页/共36页第七页，共37页。4、 平带电压(diny)金属(jnsh) 氧化物 半导体金属(jnsh) 氧化物 半导体第7页/共3
4、6页第八页，共37页。5、 阈值电压金属(jnsh) 氧化物 p型半导体金属(jnsh) 氧化物 p型半导体第8页/共36页第九页，共37页。5、 阈值电压第9页/共36页第十页，共37页。5、 阈值电压第10页/共36页第十一页，共37页。6、 电荷分布平带耗尽(ho jn)弱反型堆积(duj)强反型注：注：堆积堆积(duj)和和强反强反型载型载流子流子增长增长很快。很快。第11页/共36页第十二页，共37页。7、 MOS电容(dinrng)模型第12页/共36页第十三页，共37页。8、理想(lxing) C-V特性堆积(duj)耗尽(ho jn)中反型强反型低频高频第13页/共36页第十四
5、页，共37页。8、理想(lxing) C-V特性堆积(duj)中反型强反型耗尽(ho jn)低频高频第14页/共36页第十五页，共37页。9、非理想(lxing)效应堆积(duj)反型低频(dpn)高频第15页/共36页第十六页，共37页。9、非理想(lxing)效应禁带中央(zhngyng)阈值(y zh)平带a. 固定栅氧化层电荷b. 界面态效应第16页/共36页第十七页，共37页。3.2 MOS场效应晶体管1 1、MOSFETMOSFET的结构及工作的结构及工作(gngzu)(gngzu)原理原理2 2、电流、电流- -电压关系（定性分析）电压关系（定性分析）3 3、电流、电流- -电压
6、关系（定量分析）电压关系（定量分析）4 4、MOSFETMOSFET的等效电路的等效电路5 5、MOSFETMOSFET的频率限制特性的频率限制特性第17页/共36页第十八页，共37页。1、MOSFET的结构(jigu)及工作原理p源(S) 栅(G) 漏(D)体(B)p源(S) 栅(G) 漏(D)体(B)n沟GDSBGDSB（1）N沟增强型（2）N沟耗尽(ho jn)型第18页/共36页第十九页，共37页。1、MOSFET的结构(jigu)及工作原理n源(S) 栅(G) 漏(D)体(B)n源(S) 栅(G) 漏(D)体(B)p沟GDSBGDSB（3）P沟增强型（4）P沟耗尽(ho jn)型第1
7、9页/共36页第二十页，共37页。1、MOSFET的结构(jigu)及工作原理pGDSpGDS空间电荷区电子(dinz)反型层(a) 栅压低于阈值电压：沟道(u do)中无反型层电荷(b) 栅压高于阈值电压：沟道中产生反型层电荷第20页/共36页第二十一页，共37页。2、电流、电流-电压电压(diny)关系（定性）关系（定性）（小的漏源电压（小的漏源电压(diny)作用）作用）pGDS电子(dinz)反型层第21页/共36页第二十二页，共37页。2、电流-电压(diny)关系（定性）P耗尽(ho jn)区氧化(ynghu)层反型层P反型层P反型层线性区偏离线性饱和第22页/共36页第二十三页，
8、共37页。3、电流-电压(diny)关系（定量）GDSp电子(dinz)反型层第23页/共36页第二十四页，共37页。3、电流(dinli)-电压关系（定量）金属(jnsh)氧化(ynghu)层P型半导体（a）电荷关系（b）高斯关系第24页/共36页第二十五页，共37页。3、电流-电压关系(gun x)（定量）（c）电势(dinsh)关系（d）能量(nngling)关系金属 氧化物 半导体第25页/共36页第二十六页，共37页。3、电流-电压(diny)关系（定量）电流(dinli)公式电荷(dinh)关系电压关系阈值电压电流-电压关系：第26页/共36页第二十七页，共37页。3、电流-电压关系(gun x)（定量）电流(dinli)-电压关系：（VGSVT，VDSVT，VDSVDS(sat)）。线性好，温漂小第三十七页，共37页。
