📜  半导体器件-MOSFET

📅  最后修改于: 2020-11-22 17:42:22             🧑  作者: Mango


金属氧化物半导体场效应晶体管(也称为MOSFET)具有更高的重要性,并且是FET系列的新成员。

它具有轻掺杂的P型衬底,其中扩散了两个高掺杂的N型区域。该设备的独特之处在于其门结构。此处,栅极与通道完全绝缘。将电压施加到栅极时,会产生静电荷。

在这一时间点,不允许电流在器件的栅极区域中流动。同样,栅极是设备的一个区域,上面覆盖有金属。通常,二氧化硅被用作栅极和沟道之间的绝缘材料。由于这个原因,它也被称为绝缘栅FET 。有两种广泛使用的MOSFET:i)耗尽MOSFET ii)增强MOSFET。

MOSFET

下图显示了n沟道D-MOSFET及其符号。栅极以栅极为一个极板形成电容器,另一极板为以SiO 2层为电介质的沟道。当栅极电压变化时,电容器的电场变化,这又改变了n沟道的电阻。

在这种情况下,我们可以向栅极施加正电压或负电压。当MOSFET以负栅极电压工作时,称为耗尽模式;当以正栅极电压工作时,则称为MOSFET工作的增强模式。

MOSFET

耗尽模式

下图显示了处于耗尽工作模式的n沟道D-MOSFET。

耗尽模式操作

其操作如下-

  • 由于栅极为负,并且排斥n通道的电子,因此大多数电子在栅极上均可用。

  • 此动作将正离子留在通道的一部分中。换句话说, n沟道的一些自由电子被耗尽。结果,较少数量的电子可用于通过n沟道的电流传导。

  • 栅极处的负电压越大,从源极到漏极的电流就越小。因此,我们可以通过改变栅极上的负电压来改变n沟道的电阻以及从源极到漏极的电流。

增强模式

下图显示了增强操作模式下的n沟道D MOSFET。在此,栅极充当电容器。但是,在这种情况下,门为正。它挑起在n沟道中的电子和在n沟道电子的数量增加。

正的栅极电压增强或增加了沟道的电导率。栅极上的正电压越大,从源极到漏极的传导就越大。

因此,我们可以通过改变栅极上的正电压来改变n沟道的电阻以及从源极到漏极的电流。

增强模式

D – MOSFET的传输特性

下图显示了D-MOSFET的传输特性。

当V GS变为负值时,I D降至I DSS的值以下,直到达到零且V GS = V GS (关闭)(耗尽模式)。当V GS为零时,因为栅极和源极端子短路,所以I D = I DSS 。当V GS为正且MOSFET处于增强模式时,I D增加到I DSS的值以上。

转移特性