NMOS晶体管如何工作?
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2021-02-09 12:32 更新 张宇哲 •  5246
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对于MOSFET的简单开关应用,下面的讨论就足够了。

  • 通过产生反型区P型半导体材料来制作N型MOSFET (NMOS)。
  • 高导电性的n型半导体的源极和漏极被P型衬底分开。
  • 金属或多晶硅栅极覆盖源极和漏极之间的区域。

当加上VGS时,在绝缘层和栅极界面上感应出正电荷,而在绝缘层和P型衬底界面上感应出负电荷。这层感应的负电荷和P型衬底中的多数载流子(空穴)的极性相反,所以称为“反型层”。这种基本结构被称为n型MOSFET ,电路符号如图。

通道形成后,MOSFET即可让电流通过,而依据施于栅极的电压值不同,可由MOSFET的沟道流过的电流大小亦会受其控制而改变。MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同,可分为“N型”与“P型” 的两种类型,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称上包括NMOS、PMOS等。图2显示了NMOS的俯视图,以解释器件的重要参数沟道长度和沟道宽度。

下图显示了NMOS的特性,显示了源漏电压和漏极电流的关系。当VGS电压太低时,感应出来的负电荷较少,它将被P型衬底中的空穴中和,因此在这种情况时,漏源之间仍然无电流ID。当VGS增加到一定值时,其感应的负电荷把两个分离的N区沟通形成N沟道,这个临界电压称为开启电压(或称阈值电压、门限电压),用符号VT表示(一般规定在ID=10uA时的VGS作为VT)。当VGS继续增大,负电荷增加,导电沟道扩大,电阻降低,ID也随之增加,并且呈较好线性关系,如图3所示。此曲线称为转换特性。因此在一定范围内可以认为,改变VGS来控制漏源之间的电阻,达到控制ID的作用。

因此,MOSFET是集成电路中基本的开关元器件之一。

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2021-02-09 16:45 更新 错位时空 •  1829