MOS管的工作原理

这是一块低掺杂的P型半导体,我们用字母B表示。

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然后在这块P型半导体上制作两个高度掺杂的N型半导体,分别是源极S和漏极D,

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在P型半导体上面制作一层SIO2绝缘层,在SIO2上制作一层金属铝,作为栅极G,这样就构成了一个N沟道增强型MOS管。

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P型半导体与N型半导交界的地方会形成形成耗尽层。

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我们在使用MOS管的时候,通常将源极和衬底接在一起。

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当栅极和源极之间不加电压时,漏极和源极之间相当于两个背向的二极管,即使漏极和源极之间加上电压也不会有电流流过

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当在栅极和源极之间加上正向电压时,电场会排斥P型衬底靠近SIO2一侧的空穴,使之剩下不能移动的负离子区,形成耗尽层。这时漏极和源极之间即使加上电压还是不会有电流流过。

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当栅极和源极之间的电压Ugs继续增大,,一方面耗尽层增宽,另一方面P型衬底中的少子自由电子会被吸引到耗尽层和SIO2绝缘层之间,,形成导电沟道,有了导电沟道后,在MOS管的漏极和源极间加上电压就可以流过电流了。

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使导电沟道刚刚形成的栅源间的电压叫做 开启电压Ugs(TH),Ugs越大导电沟道越宽。

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当Ugs是大于开启电压Ugsth的某个值后,漏极电流随着漏极和源极之间加正向电压的增大而增大,导通沟道沿源-漏的方向逐渐变窄。

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当Uds达到ugs-ugsth时,导电沟道在漏极的那一侧出现夹断点。

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此时如果DS间电压继续增大,夹断区域随之延长,DS电压大部分用于克服夹断区对漏极电流的阻力,漏极电流几乎不随DS间的电压变化。MOS管进入恒流区。

MOS管进入恒流区时,每一个Ugs就对应一个确定的漏极电流ID

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这个是完整的N沟道增强型MOS管的输出特性曲线。

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