以Ntype MOS晶体管为例,探讨MOS管的工作原理。
放大作用的实质是控制作用,为探究栅极电压对沟道的控制作用,先将源极(s)、漏极(d)、衬底连接起来,并在栅极(g)和源极之间加上电压,如图一所示。
在加了上述电压之后,由于源极和衬底相连,相当于在栅极和衬底之间加上了电压,就会形成如图二所示的电场,当电压较小时,不会对晶体管产生明显影响。
逐渐增大电压,当电压增大到某个值时(开启电压Vt),绝缘层下方的载流子空穴将被排斥,而绝缘层下方和两个N型区的载流子将被吸引。
这样,在源极和漏极之间就出现了一个由载流子(此处为电子)构成的N型层,这就是源极和漏极之间的导电沟道。该导电沟道在电场的作用下形成,场效应管因此得名。
当栅极电压增大时,导电沟道变宽,对应的等效电阻变小;栅极电压减小时,导电沟道变窄,对应的等效电阻变大。
如图五所示,当源极与衬底之间有一个电压Vsb时,此时需满足Vgs + Vsb > Vt才会产生导电沟道,第8讲中Vgs其实是默认源极和衬底之间直接相连,即无电压的情况。
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