第9章MOS管教育研究_第1页
第9章MOS管教育研究_第2页
第9章MOS管教育研究_第3页
第9章MOS管教育研究_第4页
第9章MOS管教育研究_第5页
已阅读5页,还剩33页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、第9章mos晶体管工作原理 n1-1 mos晶体管的结构特点和基本原理n1-2 mos晶体管的阈值电压分析n1-3 mos晶体管的电流方程n1-4 mos晶体管的瞬态特性1章节课堂第一章mos晶体管工作原理 n1-1 mos晶体管的结构特点和基本原理n1-2 mos晶体管的阈值电压分析n1-3 mos晶体管的电流方程n1-4 mos晶体管的瞬态特性n补充:1-5 mos晶体管的其它电学参数12章节课堂1-1-1 mos晶体管的基本结构nmos晶体管: 金属-氧化物-半导体场效应晶体管mosfetn基本结构:n栅,源区 ,漏区,沟道区n主要结构参数:n沟道长度ln沟道宽度wn栅氧化层厚度toxn

2、源漏区结深 xj3章节课堂mos晶体管4章节课堂1-1-2 mos管基本工作原理 n工作原理-栅压控制器件 nvgs=0,截止n0 vgs v t 开启n 情况情况1:vds=0 n 情况情况2: vds0 n转移特性曲线 (漏级电流,栅压,漏压,阈值电压)n输出特性曲线(i-v曲线)截止区,线性区,饱和区,击穿区n问题:为什么mos晶体管也叫单极晶体管? 5章节课堂三维能带图6章节课堂1-1-3 mos晶体管的分类 n按导电类型:nnmos管: n沟道 mos晶体管npmos管: p沟道 mos晶体管n按工作机制分:n增强型器件:(也叫常截止器件)n耗尽型器件:(也叫常导通器件)n图1-1-

3、77章节课堂分类8章节课堂1-1-4 mos晶体管的结构特点p n结构简单面积小-便于集成n输入阻抗很高-级间可以直接耦合n源漏对称-电路设计灵活n有效工作区集中在表面,和衬底隔离 9章节课堂第一章mos晶体管工作原理 n1-1 mos晶体管的结构特点和基本原理n1-2 mos晶体管的阈值电压分析n1-3 mos晶体管的电流方程n1-4 mos晶体管的瞬态特性10章节课堂1-2 mos管的阈值电压分析 n阈值电压定义:使沟道区源端半导体表面达到强反型所需要的栅压。(形成表面沟道所需要的最小电压。)n阈值电压v t:决定mos管状态的关键。nvgs v t:导通态。 11章节课堂1-2-1 影响

4、阈值电压的因素 n定义:v t= vgs |表面强反型时表面强反型时n表达式:nv t= v fb+2f-qbm/cox n电压降在平带电压,强反型电压,耗尽层压降 n计算:将公式1-1-3到1-2-8代入上式12章节课堂) 1 . 2 . 1 ( 2oxbmfbtfcqvv) 2 . 2 . 1 ( lnifnqk0fbma2(2 )siq- qn(1.2.6) cq-voxoxmsfb(1.2.5) 0 tcoxoxoxvb=13章节课堂影响v t的基本因素n1,材料:n金属类型ms ,氧化层中的电荷qoxn半导体沟道区掺杂浓度nan半导体材料参数 ni ; i i n2,氧化层厚度:越厚

5、则阈值电压越大n3,温度:温度上升,阈值电压下降n4,和器件的横向尺寸无关n*调整考虑:n降低。以便降低芯片耗电。n控制器件类型n平衡对偶器管子(cmos)14章节课堂1-2-2 体效应对阈值电压的影响n体效应:源区和衬底电压vbs不是0时,产生体效应。n例如: nmos管vbs =vdsat21)( 2dsdstgsdv-v-vvi -vvvtgsdsat celwoxff23章节课堂简单方程24章节课堂夹断现象25章节课堂1-3-3 饱和区沟道长度调制效应n现象:图1-3-7,实际iv特性饱和区电流不饱和n原因:图1-3-8n对电流方程的修正:在下式中off oxeffwc l(1.3.2

6、6) l lleff (1.3.27) v llds(1.3.28) )1 ( vlldseff(1.3.29) )1 ()(2dstgsdv -vvki26章节课堂沟道长度调制效应27章节课堂第一章mos晶体管工作原理 n1-1 mos晶体管的结构特点和基本原理n1-2 mos晶体管的阈值电压分析n1-3 mos晶体管的电流方程n1-4 mos晶体管的瞬态特性28章节课堂1-4 mos晶体管的瞬态特性n1-4-1 mos晶体管的本征电容 n定义:由沟道区内的耗尽层电荷和反型层电荷随外电压变化引起的电容。n1-4-2 mos晶体管的寄生电容n源漏区pn结电容:cjsb、cjdb,图1-4-6n

7、覆盖电容: cgs、cgd, 图1-4-7, cgb,图1-4-9,n1-4-3 mos晶体管瞬态分析的等效电路*n大信号瞬态模型:图1-4-10n简化模型:图1-4-11n1-4-4 mos晶体管的本征频率*n本征频率fm , 是晶体管的最高工作频率n结论:频率和沟道长度的平方成反比:l下降,速度提高。29章节课堂本征电容,源漏区结电容30章节课堂覆盖电容31章节课堂大信号瞬态模型,简化模型32章节课堂第一章mos晶体管工作原理 n1-1 mos晶体管的结构特点和基本原理n1-2 mos晶体管的阈值电压分析n1-3 mos晶体管的电流方程n1-4 mos晶体管的瞬态特性n补充:1-5 mos

8、晶体管的其它电学参数33章节课堂补充:1-5 mos晶体管的其它电学参数1n阈值电压 vtn漏极电流 idn工作速度n跨导n沟道电阻n其它34章节课堂补充:1-5 mos晶体管的其它电学参数2n工作速度n切换时间:电子从源到漏的所需要的时间n公式: = l= l2 2/(/(* *v vdsds) ) n跨导ngm = ( dids / dvgs )|vds不变不变 图图1-1-5n沟道电导ngd =(dids / dvds )|vgs不变不变 图图1-1-635章节课堂补充:1-5 mos晶体管的其它电学参数2n导电因子、增益因子导电因子、增益因子n导电因子导电因子k因子、本征导电因子因子、本征导电因子kn结论:结论:导电因子由导电因子由工艺参数工艺参数 k和设计参数和设计参数 w/l决定。决定。(1.3.22) 21lwckoxeff(1.3.25) 21 c ,klwkkoxoff clwoxeff21)( 2dsdstgsdv-v-vvi36章节课堂第一章小结nmos晶体管的结构特点和基本原理nmos晶体管的

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论