二章MOS器件物理基础.ppt
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1、第二章 MOS器件物理基础,1了解无源元件的基本原理。 2了解有源元件的基本原理。 3了解基本MOS器件模型。,主要内容,了解MOS器件物理基础概念 掌握MOS的I/V特性 掌握二级效应基本概念 了解MOS器件模型,什么是无源器件和有源器件?,无源器件passive devices:如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。 有源器件active devices :如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。,从电路性质上看,无源器件有两个基本特点: (1) 自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。 (2) 只需输入信号,不需要外加电
2、源就能正常工作。 从电路性质上看,有源器件有两个基本特点: (1) 自身也消耗电能。 (2) 除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。,分类,电感,变压器,晶体管,运算放大器,电阻器,插座,参考电压源,晶闸管,有源器件,无源器件,1.MOSFET的基本结构,2.MOSFET的结构,衬底,Ldrawn:沟道总长度,Leff:沟道有效长度, Leff Ldrawn2 LD,MOSFET的结构,LD:横向扩散长度,(bulk、body),MOS管正常工作的基本条件,MOS管正常工作的基本条件是:所有衬源(B、S)、衬漏(B、D)pn结必须反偏!,寄生二极管,同一衬底上的NMOS和PMOS器
3、件,寄生二极管,*N-SUB必须接最高电位VDD! *P-SUB必须接最低电位VSS!,*阱中MOSFET衬底常接源极S,MOS管所有pn结必须反偏:,例:判断制造下列电路的衬底类型,1.MOSFET的基本结构,*N-SUB必须接最高电位VDD! *P-SUB必须接最低电位VSS!,*阱中MOSFET衬底常接源极S,MOS管所有pn结必须反偏:,2.MOS的阈值电压,NMOS器件的阈值电压VTH,(a)栅压控制的MOSFET (b)耗尽区的形成 (c)反型的开始 (d)反型层的形成,NMOS管VGSVT、VDS=0时的示意图,NMOS管VGSVT、 0VDS VGS-VT时的示意图,沟道未夹断
4、条件,NMOS沟道电势示意图(0VDS VGS-VT ),边界条件:V(x)|x=0=0, V(x)|x=L=VDS,2.MOS的阈值电压,1.阈值电压:引起沟道区产生强表面反型的最小栅电压。,2.沟道未夹断条件:,3. 了解I/V特性,Qd:沟道电荷密度,Cox:单位面积栅电容,沟道单位长度电荷(C/m),WCox:MOSFET单位长度的总电容,Qd(x):沿沟道点x处的电荷密度,V(x):沟道x点处的电势,I/V特性的推导(1),电荷移动速度(m/s),V(x)|x=0=0, V(x)|x=L=VDS,I/V特性的推导(2),对于半导体:,且,三极管区的MOSFET(0 VDS VGSVT
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- 关 键 词:
- MOS 器件 物理 基础
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