有趣的MOS管

个人理解，不一定对，大家商榷！

MOS管原理，以NMOS为例：

栅极加正向电压时，将吸引源极和漏极的电子聚集在二氧化硅，将贴近衬底表面耗尽层的“变性”为反型层，即这部分的区域也变成了N型区，这样就将源区和漏区连接起来了，形成了导电沟道，栅极电位不同，吸引电子的能力也不同，因而控制栅极电位就可以控制漏源之间的电流。源极之所以叫源极是因为形成漏源之间电流的自由电子来源于“源”区（source），被吸引的电子通过导电沟道到达漏区后又从漏极泄露（leak，drain）出去了，也可以说漏极收集载流子，而栅极就是门（gate），其控制电子通过的“门”的大小。

注意：栅极主要吸引的电子不是衬底中的电子，而是源漏区的电子，且绝大部分是源区的电子。

MOS管是基于电场效应（电容效应）导电的，普通的电容可以实现MOS管的控制放大左右吗？答案当然是不能，但是为什么不能呢？在电容其中一个极板两端接上电极（a,b），控制电容两极板之间的电压,可以控制ab之间的电压吗？是有微弱的控制作用，但是这个效果与a、b之间所加电压对电流的影响大多了，就像烛光被隐藏在阳光中一样，根本区别不出来。

阈值电压：

栅极首先要提供一部分电压将衬底中的空穴赶走，然后还要提供一部分电压吸引电子过来，将电子的浓度提高到原来空穴的浓度，这时候才“导通”。

为什么降低衬底的电位会提高阈值电压值呢？或者说提高衬底电位会减低阈值电压值呢？

首先要明确阈值电压是指当反型区电子的密度等于空穴的密度时，栅源之间的电压。阈值电压可以看成是栅极吸引源区载流子要付出的代价。

源极提高电位，相当于拽了源区的电子一把，增加了阈值；衬底电位提高相当于拉了源区的电子一把，减小了阈值。不要被MOS管的剖面图给骗了，把衬底想象成在栅区的正下方。

当提高源极电位，保持衬底电位时，因为MOS管导通的话必须使得反型区的电子与空穴的密度相等，源极电位的升高抵消了一部分栅极对源区电子的吸引力，PN结反向电压增大，耗尽层的宽度变大，要达到同样的效果，栅极必须提高自身的电位。

当保持源极电位，减低衬底电位时，因为MOS管导通的话必须使得反型区的电子与空穴的密度相等，PN结反向电压增大，衬底电位的减低提高了耗尽层的宽度，抵消了一部分栅极对源区电子的吸引力，要达到同样的效果，栅极必须提高自身的电位。

衬底电位增加时，降低了耗尽层的宽度，栅极吸引源区的电子更容易，栅极阈值减低。

夹断：

其实就是栅极与漏极之间的开始出现电势差为“零”的区域，“极板”上没电荷了。

为什么叫耗尽区？为什么叫反型层？为什么叫源区？漏区？

N型半导体和P型半导体的交界处因为载流子类型和浓度的不同，载流子从高浓度区域向低浓度区域扩散，“试图”使整个区域浓度保持一致，可以自由移动的负电的自由电子和正电的空穴相互复合，留下了不能移动的离子，形成一个空间区域，“耗尽”了自由移动的载流子（这是一个动态平衡）。而反型呢，本来是P型区，其耗尽层留下的是带负电的离子，没办法吸引来带负电的电子的，但是栅极电位大，吸引了源极的电子，负离子区吸引了负的自由电子，所以是反型，这个型是N型，N型中的载流子是自由电子啊。

物质导电终归是要归结到“自由移动”的带电粒子的！

源区就是指形成电流的自由电荷的来源，栅极吸引来了之后，被漏区截胡了，从漏区跑了！也可以说漏极收集载流子。

耗尽层高阻，反型层低阻。