解读小器件、大作用，MOS管五大关键点

品慧电子讯在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极，半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。

增强型：VGS=0时，漏源之间没有导电沟道，在VDS作用下无iD；耗尽型：VGS=0时，漏源之间有导电沟道，在VDS作用下iD。

1、结构和符号(以N沟道增强型为例)

在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极，半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。

其他MOS管符号

2、工作原理(以N沟道增强型为例)

(1) VGS=0时，不管VDS极性如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电沟道。

VGS =0， ID =0

VGS必须大于0，管子才能工作。

(2) VGS>0时，在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场，排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通，形成导电沟道。

VGS >0→g吸引电子→反型层→导电沟道

VGS↑→反型层变厚→ VDS ↑→ID↑

(3) VGS≥VT时而VDS较小时：

VDS↑→ID ↑

VT：开启电压，在VDS作

用下开始导电时的VGS°

VT = VGS —VDS

(4) VGS>0且VDS增大到一定值后，靠近漏极的沟道被夹断，形成夹断区。

VDS↑→ID 不变

3、特性曲线(以N沟道增强型为例)

场效应管的转移特性曲线动画

4、其它类型MOS管

(1)N沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子，所以即使在VGS=0时，由于正离子的作用，两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

(2)P沟道增强型：VGS = 0时，ID = 0开启电压小于零，所以只有当VGS < 0时管子才能工作。

(3)P沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子，所以即使在VGS=0 时，由于负离子的作用，两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

5、场效应管的主要参数

(1) 开启电压VT ：在VDS为一固定数值时，能产生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增强)

(2) 夹断电压VP ：在VDS为一固定数值时，使 ID对应一微小电流时的 |VGS | 值。(耗尽)

(3) 饱和漏极电流IDSS ：在VGS = 0时，管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)

(4) 极间电容 ：漏源电容CDS约为 0.1～1pF，栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1～3pF。

(5) 低频跨导 gm ：表示VGS对iD的控制作用。

在转移特性曲线上，gm 是曲线在某点上的斜率，也可由iD的表达式求导得出，单位为 S 或 mS。

(6) 最大漏极电流 IDM

(7) 最大漏极耗散功率 PDM

(8) 漏源击穿电压 V(BR)DS 栅源击穿电压 V(BR)GS

推荐阅读：

电磁干扰(EMI)滤波减少精密模拟应用中的误差

Synopsys IC Validator获得GLOBALFOUNDRIES 14LPP物理验证Signoff认证

高速电路设计中不可忽略的一个重要因素

巧用Bertscope进行芯片/系统的接收端容限测试和调试分析

第三届大联大创新设计大赛晋级团队出炉