MOS場效應(yīng)晶體管基礎(chǔ)

1、MOS場效應(yīng)晶體管基礎(chǔ)MOS- V +a. MOS結(jié)構(gòu)b. 電場效應(yīng)1、 雙端MOS結(jié)構(gòu)及其場效應(yīng)- V +_ _ _ _ _ _ _+ + + + + + +p型空穴堆積a. p增強(qiáng)型+ V -+ + + + + + +p型空穴耗盡b. p耗盡型_ _ _ _ _ _ _+ V -+ + + + + + +p型電子堆積c. p反型_ _ _ _ _ _ _-V+V+V2、 半導(dǎo)體的耗盡及反型s表面勢空穴堆積電子堆積- V + + + + + + +n型電子堆積a. n增強(qiáng)型+ V -+ + + + + + +n型電子耗盡b. n耗盡型_ _ _ _ _ _ _+ V -+ + + + + +

2、 +n型空穴堆積c. n反型_ _ _ _ _ _ _+V-V-V2、 半導(dǎo)體耗盡及反型_ _ _ _ _ _ _s表面勢空穴堆積電子堆積2、 耗盡區(qū)寬度反型反型表面導(dǎo)電性增加，屏蔽外加電場，空間電荷區(qū)不能再增大。耗盡耗盡表面導(dǎo)電性降低，外加電場進(jìn)一步深入，空間電荷區(qū)增大。金屬 氧化物 p型半導(dǎo)體3、 平衡能帶結(jié)構(gòu)vEFsE真空能級金屬 氧化物 p型半導(dǎo)體me真空能級能帶平衡關(guān)系：能帶平衡關(guān)系：總的能帶彎曲等于金屬總的能帶彎曲等于金屬半導(dǎo)體功函數(shù)差：半導(dǎo)體功函數(shù)差：金屬功函數(shù)電子親合能3、 柵壓- VG +金屬 氧化物 半導(dǎo)體FmE4、 平帶電壓金屬 氧化物 半導(dǎo)體mssOXGVV金屬 氧化物

3、 半導(dǎo)體5、 閾值電壓mssOXGVV金屬 氧化物 p型半導(dǎo)體金屬 氧化物 p型半導(dǎo)體dTxpfe5、 閾值電壓pfmsOXssSDTPCQQV2(max)5、 閾值電壓) ,( )/ln(2)/ln(4assiathgmssiathasoxoxTPNQFnNVeEQnNVeNtV6、 電荷分布kTesexp平帶耗盡弱反型堆積強(qiáng)反型注：注：堆積和強(qiáng)反型載流子增長很快。7、 MOS電容模型dxQdQdQdQdTxQdQdQ8、理想 C-V特性FBV堆積耗盡中反型強(qiáng)反型GV低頻高頻8、理想 C-V特性FBV堆積中反型強(qiáng)反型耗盡GV低頻高頻9、非理想效應(yīng)堆積反型GV低頻高頻dTxQdQdQdTxQd

4、QdQ9、非理想效應(yīng)GVGV禁帶中央閾值平帶a. 固定柵氧化層電荷b. 界面態(tài)效應(yīng)3.2 MOS場效應(yīng)晶體管1 1、MOSFETMOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理2 2、電流、電流- -電壓關(guān)系（定性分析）電壓關(guān)系（定性分析）3 3、電流、電流- -電壓關(guān)系（定量分析）電壓關(guān)系（定量分析）4 4、MOSFETMOSFET的等效電路的等效電路5 5、MOSFETMOSFET的頻率限制特性的頻率限制特性1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理p源(S) 柵(G) 漏(D)體(B)p源(S) 柵(G) 漏(D)體(B)n溝GDSBGDSB（1）N溝增強(qiáng)型（2）N溝耗盡型1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作

5、原理n源(S) 柵(G) 漏(D)體(B)n源(S) 柵(G) 漏(D)體(B)p溝GDSBGDSB（3）P溝增強(qiáng)型（4）P溝耗盡型ppp1、MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理pGDSpGDS空間電荷區(qū)電子反型層(a) 柵壓低于閾值電壓：溝道中無反型層電荷(b) 柵壓高于閾值電壓：溝道中產(chǎn)生反型層電荷2、電流、電流-電壓關(guān)系（定性）電壓關(guān)系（定性）（小的漏源電壓作用）TGSVVpGDS電子反型層2、電流-電壓關(guān)系（定性）DSVP耗盡區(qū)氧化層反型層DIDSVP反型層DIDSVP反型層DI線性區(qū)偏離線性飽和3、電流-電壓關(guān)系（定量）GDSDSVLp電子反型層3、電流-電壓關(guān)系（定量）dTxmQssQ金屬

6、氧化層P型半導(dǎo)體（a）電荷關(guān)系(max)SDQnQssQdxW（b）高斯關(guān)系3、電流-電壓關(guān)系（定量）（c）電勢關(guān)系（d）能量關(guān)系xGSV金屬 氧化物 半導(dǎo)體FmE3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流公式電荷關(guān)系電壓關(guān)系閾值電壓電流-電壓關(guān)系：3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系：（VGSVT，VDSVDS(sat)）飽和:（電流達(dá)到最大）飽和電流-電壓關(guān)系：DIDSV1GSV2GSV3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系：飽和:飽和電流-電壓關(guān)系：P溝道增強(qiáng)型MOSFET：nGDSppDIP溝道耗盡型MOSFET：3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系的應(yīng)用（1）確定閾值電壓和遷移率（1）低漏源電壓近似：（VDS0）（2）飽和電流-電壓關(guān)系：（VDS= VDS(sat) ）DIGSVGSVTV3、電流-電壓關(guān)系（定量）電流-電壓關(guān)系的應(yīng)用（2）MOSFET的跨導(dǎo))(222DSDSTGSoxnDVVVVLCWIMOSFET跨導(dǎo)的定義:非飽和區(qū)跨導(dǎo):飽和區(qū)跨導(dǎo):TGSDSVVsatV)(線性很好！3、電流-電壓關(guān)系（定量）襯底偏置效應(yīng)pGDSGSVFEvEFEGSV04、小信