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MOS管增强型N沟道电路

信息来源:本站 日期:2017-04-26 

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N沟MOS晶体管

金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-SemIConductor)构造的晶体管简称MOS晶体管,有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而PMOS管和NMOS管一同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS集成电路。

N沟道增强型MOS管的构造

在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,制造两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,别离作漏极d和源极s。然后在半导体外表掩盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一同的(大多数管子在出厂前已联接好)。它的栅极与其它电极间是绝缘的。图(a)、(b)别离是它的构造示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向标明由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反,如图(c)所示。

NMOS集成电路是N沟道MOS电路,NMOS集成电路的输入阻抗很高,基本上不需求吸收电流,因而,CMOS与NMOS集成电路联接时不必思考电流的负载疑问。NMOS集成电路大多选用单组正电源供电,而且以5V为多。CMOS集成电路只需选用与NMOS集成电路相同的电源,就可与NMOS集成电路直接联接。不过,从NMOS到CMOS直接联接时,由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平,因而需求运用一个(电位)上拉电阻R,R的取值通常选用2~100KΩ。
由p型衬底和两个高浓度n涣散区构成的MOS管叫作n沟道MOS管,该管导通时在两个高浓度n涣散区间构成n型导电沟道。n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压,且只需栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道发作的n沟道MOS管。n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压(栅源电压为零)时,就有导电沟道发作的n沟道MOS管。 

(1)vGS对iD及沟道的控制造用

①vGS>0 的状况

若vGS>0,则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便发作一个电场。电场方向垂直于半导体外表的由栅极指向衬底的电场。这个电场能架空空穴而吸引电子。架空空穴:使栅极邻近的P型衬底中的空穴被架空,剩余不能移动的受主离子(负离子),构成耗尽层。吸引电子:将 P型衬底中的电子(少子)被吸引到衬底外表。

② vGS=0 的状况从图1(a)能够看出,增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当栅——源电压vGS=0时,即便加上漏——源电压vDS,而且不管vDS的极性怎样,总有一个PN结处于反偏状况,漏——源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流iD≈0。