文档介绍：第三部分场效应晶体管
第七章:MOSFET
一、MOS电容
二、MOSFET定性分析
三、MOSFET定量分析
半导体器件原理
南京大学
引言
(1)基本概况
晶体管的分类:
双极型晶体管(少子与多子参与导电)
单极型晶体管(电流由多数载流子输运)。
硅平面工艺和外延技术的发展,实现了对器件尺寸的较精确的控制。
对硅—二氧化硅界面特性的研究及表面态密度的控制,使场效应管得到了显著的发展。
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电压控制器件(MOSFET)
利用加在栅极与源极之间的电压来控制输出电流。
饱和区工作电流IDSS会随VGS而改变。
电流控制器件(BJT)
利用基极电流控制集电极电流。
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场效应管的分类:
表面场效应管
(绝缘栅场效应管IGFET和MOS场效应管)。
结型场效应管(JFET),
使用PN结势垒电场控制导电能力的体内场效应管。
薄膜场效应管(TFT)
采用真空蒸发工艺制备在绝缘衬底上。结构与原理类似表面场效应管。
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性能比较
输入阻抗高:(103-106与109-1015)。
噪声系数小。多子输运电流,不存在散粒噪声和配分噪声。
功耗小,可用于制造高密度的半导体集成电路。
温度稳定性好。多子器件,电学参数不易随温度而变化(n与)。
抗辐射能力强:双极型晶体管的下降(非平衡少子的寿命降低),而场效应管的特性变化小(与载流子寿命关系不大)。
其它:工艺卫生要求较高,速度较低。
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Roadmap to the Future
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(2)MOS场效应管的四种类型
1)P沟增强型:
在零偏栅极电压下,半导体表面处于积累状态(界面正电荷的作用)。
在负偏达到VT值时,形成P型沟道。栅极电压的增大可增强沟道的导电能力。
开启电压VT/N型衬底。
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2)P沟耗尽型:
在零偏栅极电压下,半导体表面存在P型沟道(采用B离子注入的方法)。
在正偏达到Vp值时,使能带下弯,减弱P型沟道的导电能力直至消失。
截止电压VP/N型衬底。