(1)vGS對iD及溝道的控制作用 y?!"6t7&
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① vGS=0 的情況 G/ 5%.Bf@
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從圖1(a)可以看出,增強型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN結(jié)。當柵——源電壓vGS=0時,即使加上漏——源電壓vDS,而且不論vDS的極性如何,總有一個PN結(jié)處于反偏狀態(tài),漏——源極間沒有導(dǎo)電溝道,所以這時漏極電流iD≈0。 mcok/,/
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、 vGS>0 的情況 A70d\i
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若vGS>0,則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個電場。電場方向垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排斥空穴而吸引電子。 'W#D(l9nI
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排斥空穴:使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥,剩下不能移動的受主離子(負離子),形成耗盡層。吸引電子:將 P型襯底中的電子(少子)被吸引到襯底表面。 >i
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(2)導(dǎo)電溝道的形成: { "E\Jcjl\
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當vGS數(shù)值較小,吸引電子的能力不強時,漏——源極之間仍無導(dǎo)電溝道出現(xiàn),如圖1(b)所示。vGS增加時,吸引到P襯底表面層的電子就增多,當vGS達到某一數(shù)值時,這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個N型薄層,且與兩個N+區(qū)相連通,在漏——源極間形成N型導(dǎo)電溝道,其導(dǎo)電類型與P襯底相反,故又稱為反型層,如圖1(c)所示。vGS越大,作用于半導(dǎo)體表面的電場就越強,吸引到P襯底表面的電子就越多,導(dǎo)電溝道越厚,溝道電阻越小。 \C1nZk?3
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開始形成溝道時的柵——源極電壓稱為開啟電壓,用VT表示。 &-=5Xc+Z
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上面討論的N溝道MOS管在vGS<VT時,不能形成導(dǎo)電溝道,管子處于截止狀態(tài)。只有當vGS≥VT時,才有溝道形成。這種必須在vGS≥VT時才能形成導(dǎo)電溝道的MOS管稱為增強型MOS管。溝道形成以后,在漏——源極間加上正向電壓vDS,就有漏極電流產(chǎn)生。