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栅氧化层厚度与vth 场效应管的工作原理和基本结构是什么?

2021-04-09知识1

场效应管的工作原理和基本结构是什么? 场效应管(FET,Field Effect Transistor)电压产生的电场来控制管子工作的。现在最常用的是MOSFET(M是金属,O是氧化物,S是半导体),三者恰好形成一个电容,中间的氧化物作为电容的电介质。电子往电势高的地方(正极)流动聚集,空穴向电势低的地方(负极)流动聚集。以N管为例:(1)在不加电源的情况下,源极和漏极都充满了电子,是N型半导体,而它们之间的衬底却是P型半导体,相当于两个反串的PN结,电阻很大。也可以理解为两个导体被中间的衬底隔离开了。此时无法导电。(2)在栅极上加上一个正电压之后,这个电压在栅极和衬底之间形成了一个栅极指向衬底的电场,这个电场吸引电子,使电子在栅氧化层下方聚集,同时将空穴排斥开。随着栅压的升高,电子的浓度越来越大,空穴浓度越来越小。本来栅氧化层边缘的衬底为P型半导体,空穴浓度大于电子浓度,但是当栅极电压加到一定程度(Vth)时,电子的浓度开始超过空穴浓度,此时P型衬底变为N型衬底,也就是变成“沟道”将源极和漏极连起来了,此时就可以导电了。(3)栅极的电压必须比源极或漏极高一个Vth,对应端的沟道才能导通,不然就会夹断。导通部分电阻很小,夹断部分电阻非常大(即空间电荷区)。(4)沟道。

nmos,pmos传输门为什么会损失阈值电压 我来说明2113nmos传输高电平时的阈值损失已知截止条件5261:VGS,线性条件:VDS,饱和条件VDS>VGS-VTH。先画1653电路图,漏端接Vin输入,源端接Vout输出并联一个电容,衬底b接地,栅端接VDD。得VGS=VDD,VDS=VDD推出VDS>VGS-VTH,NMOS管工作在饱和区,对负载电容充电,输出电压上升,源漏电压下降,当Vout=VDD-VTH时,即VGS=VDD-Vout=VTH。沟道在源处夹断nmos截止。所以nmos传输高电平有阈值损失。(漏端想传递源端的电压,但在漏端电压Vd=VDD-VTH时nmos管截止,电压不会再升高,所以存在阈值损失。

电力mosfet导通条件是什么且什么 MOSFET的核心:金属—氧2113化层—半导体电5261容当一个电压施加在4102MOS电容的两端时,半导体的电荷分1653布也会跟着改变。考虑一个p-type的半导体(电洞浓度为NA)形成的MOS电容,当一个正的电压VGB施加在栅极与基极端(如图)时,电洞的浓度会减少,电子的浓度会增加。当VGB够强时,接近栅极端的电子浓度会超过电洞。这个在p-type半导体中,电子浓度(带负电荷)超过电洞(带正电荷)浓度的区域,便是所谓的反转层(inversion layer)。MOS电容的特性决定了MOSFET的操作特性,但是一个完整的MOSFET结构还需要一个提供多数载子(majority carrier)的源极以及接受这些多数载子的漏极。MOSFET的结构如前所述,MOSFET的核心是位于中央的MOS电容,而左右两侧则是它的源极与漏极。源极与漏极的特性必须同为n-type(即NMOS)或是同为p-type(即PMOS)。左图NMOS的源极与漏极上标示的“N+”代表着两个意义:(1)N代表掺杂(doped)在源极与漏极区域的杂质极性为N;(2)“+”代表这个区域为高掺杂浓度区域(heavily doped region),也就是此区的电子浓度远高于其他区域。在源极与漏极之间被一个极性相反的区域隔开,也就是所谓的基极(或称基体)区域。如果是NMOS,。

#栅氧化层厚度与vth

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