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1、3.1 双端MOS结构1 1、MOSMOS结构及其场效应结构及其场效应2 2、半导体的耗尽及反型、半导体的耗尽及反型3 3、平衡能带关系、平衡能带关系4 4、栅压、栅压-平带电压和阈值电压平带电压和阈值电压5 5、电容（、电容（C-VC-V）特性）特性MOS-V+a.MOS结构b.电场效应1、双端MOS结构及其场效应-V+_ _ _ _ _ _ _+p型空穴堆积a.p增强型+V-+p型空穴耗尽b.p耗尽型_ _ _ _ _ _ _+V-+p型电子堆积c.p反型_ _ _ _ _ _ _-V+V+V2、半导体的耗尽及反型s表面势空穴堆积电子堆积-V+n型电子堆积a.n增强型+V-+n型电子耗尽b
2、.n耗尽型_ _ _ _ _ _ _+V-+n型空穴堆积c.n反型_ _ _ _ _ _ _+V-V-V2、半导体耗尽及反型_ _ _ _ _ _ _s表面势空穴堆积电子堆积2、耗尽区宽度反型反型表面导电性增加，屏蔽外加电场，空间电荷区不能再增大。耗尽耗尽表面导电性降低，外加电场进一步深入，空间电荷区增大。金属 氧化物 p型半导体3、平衡能带结构真空能级金属 氧化物 p型半导体真空能级能带平衡关系：能带平衡关系：总的能带弯曲等于金总的能带弯曲等于金属半导体功函数差：属半导体功函数差：金属功函数电子亲合能3、栅压-VG+金属 氧化物 半导体4、平带电压金属 氧化物 半导体金属 氧化物 半导体5、
3、阈值电压金属 氧化物 p型半导体金属 氧化物 p型半导体5、阈值电压5、阈值电压6、电荷分布平带耗尽弱反型堆积强反型注：注：堆积和强反型载流子增长很快。7、MOS电容模型8、理想 C-V特性堆积耗尽中反型强反型低频高频8、理想 C-V特性堆积中反型强反型耗尽低频高频9、非理想效应堆积反型低频高频9、非理想效应禁带中央阈值平带a.固定栅氧化层电荷b.界面态效应3.2 MOS场效应晶体管1 1、MOSFETMOSFET的结构及工作原理的结构及工作原理2 2、电流、电流-电压关系（定性分析）电压关系（定性分析）3 3、电流、电流-电压关系（定量分析）电压关系（定量分析）4 4、MOSFETMOSFE
4、T的等效电路的等效电路5 5、MOSFETMOSFET的频率限制特性的频率限制特性1、MOSFET的结构及工作原理p源(S)栅(G)漏(D)体(B)p源(S)栅(G)漏(D)体(B)n沟GDSBGDSB（1）N沟增强型（2）N沟耗尽型1、MOSFET的结构及工作原理n源(S)栅(G)漏(D)体(B)n源(S)栅(G)漏(D)体(B)p沟GDSBGDSB（3）P沟增强型（4）P沟耗尽型1、MOSFET的结构及工作原理pGDSpGDS空间电荷区电子反型层(a)栅压低于阈值电压：沟道中无反型层电荷(b)栅压高于阈值电压：沟道中产生反型层电荷2、电流、电流-电压关系（定性）电压关系（定性）（小的漏源电
5、压作用）pGDS电子反型层2、电流-电压关系（定性）P耗尽区氧化层反型层P反型层P反型层线性区偏离线性饱和3、电流-电压关系（定量）GDSp电子反型层3、电流-电压关系（定量）金属氧化层 P型半导体（a）电荷关系（b）高斯关系3、电流-电压关系（定量）（c）电势关系（d）能量关系金属 氧化物 半导体3、电流-电压关系（定量）电流公式电荷关系电压关系阈值电压电流-电压关系：3、电流-电压关系（定量）电流-电压关系：（VGSVT，VDSVDS(sat)）饱和:（电流达到最大）饱和电流-电压关系：3、电流-电压关系（定量）电流-电压关系：饱和:饱和电流-电压关系：P沟道增强型MOSFET：nGDSP
6、沟道耗尽型MOSFET：3、电流-电压关系（定量）电流-电压关系的应用（1）确定阈值电压和迁移率（1）低漏源电压近似：（VDS0）（2）饱和电流-电压关系：（VDS=VDS(sat)）3、电流-电压关系（定量）电流-电压关系的应用（2）MOSFET的跨导MOSFET跨导的定义:非饱和区跨导:饱和区跨导:线性很好！3、电流-电压关系（定量）衬底偏置效应pGDS4、小信号等效电路4、小信号等效电路栅极：漏极：5、频率限制因素与截止频率输入电流：截止频率：输出电流：电流增益：电压增益：6、CMOS技术（1）CMOS电路（2）器件结构-V+V输入输出N型衬底输出P阱+V-V输入*问题问题：闩锁效应优点优点：互补，一开一关；电流小，功耗低；充放电回路短，速度快；线性好，温漂小。