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1、DsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCI源 栅 漏 源 漏N沟道衬底JFETN沟道衬底MESFETJFET与MESFET结构P+Metal场效应晶体管(FET)结型场效应晶体管 (JFET)金属半导体场效应晶体管 (MESFET) MOS 场效应 晶体管(MOSFET)MOS器件的表征:沟道长度沟道长度沟道宽度沟道宽度wLNMOS工作原理VDS VGS - VT阈值电压:强反型层形成沟道时的栅源电压VT; (表面反型产生的载流子数目等于衬底多子的数目)线性区(Linear region) :VDS =
2、VGS - VT过渡区 :截止区(Cut off): VGS VT击穿区:PN结击穿; 图1 P型半导体图2 表面电荷减少图 3 形成耗尽层耗尽层(高阻区)图 4 形成反型层反型层(1)线性区:VGS-VTVDS令:K= Cox n 工艺因子 Cox :单位面积电容; n:电子迁移率 N=K(W/L) 导电因子则:IDS=N(VGS-VTN)-VDS/2.VDS 线性区的电压-电流方程当工艺一定时,K一定,N与(W/L)有关。22TGSVVnDSI L S D VDSVDS-(VGS-VT)VGS-VT沟道夹断沟道长度调制效应MOS的电流电压特性(3)截止区: 0 IDS=0 IDS 输出特性
3、曲线VDS 0线性区饱和区|VG5|VG4|VG3|VG2|VG1|VGS-VT0VDS =VGS-VT 截止区TGSDSVVIIexp0- V g sGN - S i衬底SDI s d = - I d sV d d P P - V d s)(0BSttVVV D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVTIDS D GSN+N+P-SiSGDVDSVGS=VTIDSVGSVTIDSVGS=0 D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-) D GSP+P+N-SiSGDVds(-)Vg=VtIds(-)Vgs(-)VtIds(-
4、)Vg=0TGSDVVI , 0DsatDSTGSDSDSTGSXnDVVVVVVVVLWCI,21)(20DsatDSTGSTGSXnDsatDVVVVVVLWCII,)(2120210)(2TGSDSsubreffVVVqNLL)1 ()(212DSTGSoxnDsatVVVLWCItconsVGSDmGSVIgtanDSxnmVLWCg0)1)(0DSTGSxnmVVVLWCgtconsVDSDmGSVIgtan为渡越时间:2/1Tf21)2(2FFFBTVVOXSSSFBCQVVOXioxTC0为衬底掺杂浓度为费米电势 subN )(FisubFnNInqkToxsubrCqN210)2(为体效应系数阈值电压将发生变化加上后若衬底偏压,V)2(BS21BSTTVVV