模擬電子技術基礎-半導體器件基礎

第2章半導體器件基礎1/15/20231本章基本要求了解半導體的基本知識熟悉二極管(PN結)、晶體三極管(BJT)、場效應管(FET)的結構、工作原理、主要參數(shù)掌握二極管、BJT、FET的特點、伏安特性及二極管的應用電路及其分析方法。1/15/202322.1半導體基礎與PN結

2.1.1半導體及其特性

一般金屬電阻率為10-9～10-6Ω·cm，絕緣體的電阻率為1010～1020Ω·cm，半導體的電阻率為10-3～109Ω·cm。由于半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間，故稱為半導體。典型的半導體材料有硅（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）、砷化鎵（GaAs）及許多金屬氧化物和金屬硫化物。半導體具有以下特性：（1）熱敏特性（2）雜敏特性（3）光敏特性（4）雜敏特性1/15/202332.1.2本征半導體

具有晶體結構的純凈半導體稱為本征半導體。晶體通常具有規(guī)則的幾何形狀，在空間中按點陣(晶格)排列。

硅和鍺原子的簡化結構

1/15/20234最常用的半導體材料為硅（Si）和鍺（Se）。在常溫下，由于熱激發(fā)，某些價電子可能獲得足夠的能量掙脫共價鍵的約束成為自由電子，絕大多數(shù)半導體材料只需要1.1eV就可以，同時在共價鍵中留下一個空位，稱為“空穴”?？昭梢钥闯墒菐д姷牧Ｗ?。由熱激發(fā)產生的空穴和自由電子的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。

1/15/20235共價鍵結構

在本征半導體中，由于原子排列的整齊和緊密，原來屬于某個原子的價電子，可以和相鄰原子所共有，形成共價鍵結構。圖2-2所示為硅和鍺共價鍵的(平面)示意圖。

價電子共價鍵1/15/20236熱激發(fā)與載流子在溫度升高或者外界供給能量下最外層電子容易獲得能量掙脫共價鍵的束縛成為自由電子，這種現(xiàn)象稱為熱激發(fā)，如圖2-3所示。共價鍵失去電子后留下的空位稱為空穴，顯然具有空穴的原子帶正電。本征半導體產生熱激發(fā)時，電子和空穴成對出現(xiàn)?？昭ㄗ杂呻娮?/15/20237復合、動態(tài)平衡自由電子在電場作用下運動時，也會填補空穴，這種現(xiàn)象成為復合，如圖2-3所示。在本征半導體中，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)，同時又不斷復合，故在一定溫度下，載流子的熱激發(fā)和復合達到動態(tài)平衡，載流子的數(shù)目維持在一定的數(shù)目。新空穴復合1/15/202382.1.3雜質半導體

為了提高其導電能力，應增加載流子的數(shù)目，采用先進的工藝，在本征半導體中摻入微量的其它元素（稱為摻雜），形成雜質半導體。若摻入微量的五價元素（如磷、砷、銻等），可大大提高自由電子濃度，這種雜質半導體稱為N型半導體；若摻入微量的三價元素（如硼、銦），則可增加空穴數(shù)目，這種雜質半導體稱為P型半導體。1/15/202391N型半導體

如果在硅或鍺的本征半導體中摻入微量的5價磷（P）元素，則形成N型半導體。如圖2-4所示。由于硼原子核外有5個價電子，其中4個價電子和相鄰的硅或鍺的形成4個共價鍵，而第5個價電子沒有形成共價鍵，極容易掙脫原子核的束縛成為自由電子。N型半導體中，電子的數(shù)量遠遠大于空穴數(shù)，自由電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子，故N型半導體也稱為電子型半導體，磷原子也稱為施主雜質。磷原子未形成共價鍵的電子1/15/202310載流子濃度已知，硅的原子密度為，自由電子濃度為，若摻入250萬分之一的磷，相當于磷原子的密度為，常溫下磷原子全部電離，所產生的自由電子密度也為，可見比大100多萬倍。所以，在摻入磷原子的本征半導體中，自由電子數(shù)目遠遠大于空穴數(shù)目，即自由電子為多數(shù)載流子(多子)，空穴為少數(shù)載流子(少子)，因此稱為N型半導體。由于磷原子提供自由電子，故稱為施主(Donor)雜質。1/15/2023112．P型半導體

如果在硅或鍺的本征半導體中摻入微量的3價硼（B）元素，則形成P型半導體。如圖2-5所示。由于硼原子核外有3個價電子，故只能和相鄰的硅或鍺的形成3個共價鍵，而第4個共價鍵中由于缺少一個電子形成空。P型半導體中，空穴的數(shù)量遠遠大于自由電子數(shù)，空穴為多數(shù)載流子，自由電子為少數(shù)載流子，故P型半導體也稱為空穴半導體，硼原子也稱為受主雜質。硼原子未形成共價鍵的空穴1/15/2023122.1.4PN結

擴散運動

在圖2-7中，“”是代表得到一個電子的負離子，“”是代表失去一個電子的正離子，這些離子不能自由移動。由于兩邊載流子濃度的差異，P型半導體中的“多子”空穴向N型區(qū)運動，而N半導體中的“多子”自由電子向P型區(qū)運動。這種由于濃度的差異形成的載流子運動稱為擴散運動

2.1.4.1PN結的形成

利用特殊的制造工藝，在一塊本征半導體（硅或鍺）上，一邊摻雜成N型半導體，一邊形成P型半導體，這樣在兩種半導體的交界面就會形成一個空間電荷區(qū)，即PN結。

1/15/202313漂移運動在內電場的作用下向，P區(qū)的少子（電子）向N區(qū)漂移，N區(qū)的少子（空穴）向P區(qū)漂移，形成漂移電流。內電場的形成

在多子擴散到交界面附近時，自由電子和空穴復合，留下不能移動的帶電離子，如圖2-8所示。這帶正、負電的離子形成了空間電荷區(qū)的內電場。

動態(tài)平衡在PN結剛形成時，擴散運動占主流，隨著內電場的增強，漂移運動逐漸增強，最終擴散運動和漂移運動相等，達到動態(tài)平衡。1/15/2023142.1.4.2PN結的單向導電性1．PN結外加正向電壓

如圖2-7所示電路圖，P區(qū)接電源的正極、N區(qū)接電源的負極。空間電荷區(qū)變窄，削弱了內電場，“多子”擴散運動增強，形成較大的擴散電流，其方向是由P區(qū)流向N區(qū)，隨著外加電壓的增大正向電流也增大，稱之為PN結的正向導通。正向電流包括兩部分：空穴電流和自由電子電流。雖然兩種不同極性的電荷運動方向相反，但所形成的電流方向是一致的。請更正1/15/2023152．PN結外加反向電壓PN結外加反向電壓，即P區(qū)接電源的負極、N區(qū)接電源的正極，如圖2-8所示。外電場使得P區(qū)的空穴和N區(qū)的自由電子從空間電荷區(qū)邊緣移開，使空間電荷區(qū)變寬，內電場增強，不利于多數(shù)載流子的擴散，而有利于少數(shù)載流子的漂移形成反向電流，其方向是由N區(qū)流向P區(qū)。由于少數(shù)載流子是由于價電子獲得能量掙脫共價鍵的束縛而產生的，數(shù)量很少，故形成的電流也很小，此時PN反向截止，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。1/15/2023162.2半導體二極管

2.2.1二極管的結構、類型及符號將一個PN結封裝起來，引出兩個電極，就構成半導體二極管，也稱晶體二極管。其電路中的表示符號如圖2-9a所示。二極管的外形如圖2-9b所示。1/15/202317二極管的結構示意圖

二極管的結構有三種，點接觸型、面接觸型、平面型，如圖2-10所示。點接觸型面接觸型平面型1/15/2023182.2.2二極管的伏安特性及主要性能參數(shù)

1．正向特性

當正向電壓足夠大，超過開啟電壓后，內電場的作用被大大削弱，電流很快增加，二極管正向導通，如圖2-11(1)段。此時硅二極管的正向導通壓降在0.6~0.8V，典型值取0.7V；鍺二極管的正向導通壓降在0.1~0.3V，典型值取0.2V。

（2－1）1/15/2023192．反向特性

二極管的反向特性對應圖2-11曲線的（2）段，此時二極管加反向電壓，陽極電位低于陰極電位。

在二極管兩端加反向電壓時，其外加電場和內電場的方向一致，當反向電壓小于反向擊穿電壓時，由圖中可以看出，反向電流基本恒定，而且電流幾乎為零，這是由少數(shù)載流子漂移運動所形成的反向飽和電流。硅管的反向電流要比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流一般小于0.1μA，鍺管約為幾個微安。1/15/2023203．擊穿特性

當二極管反向電壓過高超過反向擊穿電壓時，二極管的反向電流急劇增加，對應圖2-11圖中的（3）段。由于這一段電流大、電壓高，所以PN結消耗的功率很大，容易使PN結過熱燒壞，一般二極管的反向電壓在幾十伏以上。溫度對二極管伏安特性的影響如圖2-12所示。溫度升高時，正向特性左移，UBE下降；反向特性下移，反向飽和電流增大。1/15/2023212.2.2.2主要性能參數(shù)

1．額定整流電流IF

2．最高反向工作電壓URM

3．反向飽和漏電流和最大反向電流IRM

4．直流電阻RD

1/15/2023225．交流電阻6．最高工作頻率二極管最高工作頻率為是指二極管正常工作時，允許通過交流信號的最高頻率。

7．反向恢復時間

指二極管由導通突然反向時，反向電流由很大衰減到接近IS時所需要的時間。大功率開關管工作在高頻開關狀態(tài)時，反向恢復時間是二極管的一項重要指標。

1/15/2023232.2.2.3二極管的測試

1．正向特性的測定

2．反向特性的測定

1/15/2023242.2.3二極管的等效模型1.小信號模型

二極管的電壓和電流將在其伏安特性曲線上Q點附近變化，且變化范圍較小，可近似認為是在特性曲線的線性范圍之內變化，于是用過Q點的切線代替微小變化的曲線，如圖2-16(a)中Q點附近的小直角三角形所示，并由此將工作在低頻小信號時的二極管等效成一個動態(tài)電阻圖2-15二極管的等效模型及代表符號

1/15/2023252.大信號模型

二極管在許多情況下都是工作在大信號條件下(如整流二極管、開關二極管等)。在大信號條件下，根據(jù)不同的精度要求，二極管可以用折線模型、恒壓模型和理想模型來表示。

(1)折線模型

當時二極管才導通，且電流與成線性關系，直線的斜率為，其中，當時二極管截止，電流為零。

二極管的折線模型如圖2-15(b)所示。

1/15/2023262.大信號模型(2)恒壓降模型圖2-16(c)為二極管的恒壓降模型。當二極管的正向導通壓降UF與外加電壓相比不能忽略時，二極管正向導通可看成是恒壓源（硅管典型值為0.7V，鍺管典型值為0.2V），且不隨電流變化而變化；截止時反向電流為零，做開路處理。(3)理想模型

圖2-16(d)為二極管的理想模型。在二極管的工作電壓幅度較大時，認為可以忽略二極管的正向導通壓降和反向飽和電流，即正偏時二極管導通電壓為零，相當于開關閉合；反偏壓時二極管截止電流為零，相當于開關斷開?！纠?-1,2-2】鏈接1/15/2023272.3特殊半導體二極管

2.3.1穩(wěn)壓管及其應用

1.穩(wěn)壓管

穩(wěn)壓管是一種由特殊工藝制成的點接觸型硅二極管，與普通二極管相比，其正向特性相似，而反向特性比較陡，其表示符號與伏安特性如圖2-18所示。穩(wěn)壓管工作時是在反向擊穿區(qū)，并且在一定電流范圍內（△IZ），穩(wěn)壓管不會損壞。由于穩(wěn)壓管的擊穿是齊納擊穿，故穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管。1/15/202328穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

1）穩(wěn)定電壓UZ

2）穩(wěn)定電流IZ

3）最大穩(wěn)定電流IZM

4）最大允許耗散功率PZM

5）動態(tài)電阻rZ

6）電壓溫度系數(shù)

1/15/202329穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路在負載變化不大的場合，穩(wěn)壓管常用來做穩(wěn)壓電源，由于負載和穩(wěn)壓管并聯(lián)，又稱為并聯(lián)穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓管在實際工作時要和電阻相配合使用，其電路如圖2-19所示。

【例2-3】【例2-4】鏈接1/15/202330可得電阻R的取值范圍為

1/15/2023311/15/2023322.3.2發(fā)光二極管

2.3.2.1半導體能帶結構1/15/2023332.3.2.1半導體能帶結構

自由空間的電子所能得到的能量值基本是連續(xù)的，而半導體晶體中孤立原子中的價電子處于非常固定的相同能級上，如圖2-21(b)所示。晶體中大量的原子集合在一起，而且原子之間距離很近，以硅為例，每立方厘米的體積內有5×1022個原子，原子之間的最短距離為0.235nm。致使離原子核較遠的殼層發(fā)生交疊，原子的外層(高能級)電子，勢壘穿透概率較大，殼層之間相互交疊使電子不再局限于某個原子上，有可能轉移到相鄰原子的相似殼層上去，也可能從相鄰原子運動到更遠的原子殼層上去，這種現(xiàn)象稱為電子共有化。共有化使本來處于同一能量狀態(tài)的電子產生微小的能量差異，若晶體中有N個原子，在共有化過程中，由于各原子間的相互作用，對應于原來孤立原子的每一個能級,在晶體中變成了N條靠得很近的有一定寬度的能級帶，稱為能帶，如圖2-21(a)所示。其中，允許電子占據(jù)的能帶叫允許帶，允許帶與允許帶之間不允許電子存在的范圍叫禁帶。1/15/202334圖2-23(a)所示是本征半導體的能帶示意圖

1/15/202335圖2-23(b)所示是N型半導體的能帶示意圖

1/15/202336圖2-23(c)所示是P型半導體的能帶示意圖

1/15/2023372.3.2.1LED及其工作原理

LED將電能轉化成光能的原理是，當發(fā)光二極管(PN結)外加正向電壓后，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子獲得能量，在外加電場的驅動下，P區(qū)的“多子”—空穴擴散到N區(qū)，N區(qū)的“多子”—電子擴散到P區(qū)，成為非平衡“少子”，當非平衡“少子”—電子在P區(qū)與空穴復合時，將多余的能量以光子輻射的形式釋放，產生自發(fā)輻射的光波。1/15/202338圖2-24所示為發(fā)光二極管的典型結構、外形及其電路中的符號1/15/2023392.4半導體二極管的應用示例二極管的應用范圍很廣泛，只要是由于二極管具有單向導電性，所以利用二極管可以進行整流、限幅、保護、檢波、箝位及開關電路等。1/15/2023401/15/2023412.5雙極型三極管

2.5.1雙極型三極管的分類及結構雙極型三極管通常簡稱為晶體三極管，也稱為晶體管或三極管。

BJT按照制造材料分為鍺管和硅管；按照工作頻率分為低頻管和高頻管；按照允許耗散的功率大小分為小功率管、中功率管和大功率管。三極管鏈接1/15/202342圖2-31三極管的結構示意圖及其符號

雙極型三極管的結構示意圖及其符號如圖2-31所示1/15/202343

三極管都有3個區(qū)：基區(qū)、集電區(qū)和發(fā)射區(qū)；2個PN結：集電區(qū)和基區(qū)之間的PN稱為集電結，基區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的PN結稱為發(fā)射結；3個電極：基極b、集電極c和發(fā)射極e。結構特點是發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，集電區(qū)摻雜濃度比發(fā)射區(qū)低，且集電區(qū)面積比發(fā)射區(qū)大，基區(qū)摻雜濃度很低且很薄，符號中的箭頭方向是表示發(fā)射極電流的實際流向。1/15/2023442.5.2雙極型三極管的工作原理

1.三極管放大交流信號的外部條件

要使三極管正常放大交流，要求：發(fā)射結外加正向電壓（正偏），集電結外加反向電壓（反偏），對于NPN管，，；對于PNP管，，。為此，利用兩個電源、來實現(xiàn)正確偏置，如圖3-3所示。1/15/2023452.晶體管內部載流子運動過程①發(fā)射區(qū)的電子向基區(qū)運動如圖3-3所示。由于發(fā)射結外加正向電壓，多子的擴散運動增強，所以發(fā)射區(qū)的多子—自由電子不斷越過發(fā)射結擴散到基區(qū)，形成了發(fā)射區(qū)電流（電流的方向與電子運動方向相反）。同時電源向發(fā)射區(qū)補充電子，形成電流。而此時基區(qū)的多子—空穴也會向發(fā)射區(qū)擴散，形成空穴電流。但由于基區(qū)摻雜濃度低，空穴濃度小，很小，可忽略不計，故基本上等于發(fā)射極電流。

ENI1/15/202346②發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子在基區(qū)的擴散與復合當發(fā)射區(qū)的電子到達基區(qū)后，由于濃度的差異，并且由于基區(qū)很薄，電子很快運動到集電結。在擴散過程中有一部分電子與基區(qū)的空穴相遇而復合，同時，電源不斷向基區(qū)補充空穴，形成基區(qū)復合電流。由于基區(qū)摻雜濃度低且薄，故復合的電子很少，亦即很小。

1/15/202347由于集電結加反向電壓，有利于少子的漂移運動，所以基區(qū)中擴散到集電結邊緣的電子－少子，在電場力作用下，幾乎全部漂移過集電結，到達集電區(qū)，形成集電極電流。同時，集電區(qū)少子—空穴和基區(qū)本身的少子—電子，也要向對方做漂移運動，形成反向飽和電流。的數(shù)值很小，一般可忽略。但由于是由少子形成的電流，稱為集電結反向飽和電流，方向與一致，該電流與外加電壓關系不大，但受溫度影響很大，易使管子工作不穩(wěn)定，所以在制造管子時應設法減少。

③集電區(qū)收集發(fā)射區(qū)擴散過來的電子1/15/202348三極管內部載流子運動過程1/15/2023493.三極管的電流分配關系(2-13)(2-12)(2-11)(2-10)1/15/202350三極管的組態(tài)

三極管有三個電極，可視為一個二端口網絡，其中兩個電極構成輸入端口、兩個電極構成輸出端口，輸入、輸出端口公用某一個電極。根據(jù)公共電極的不同，三極管組成的放大電路有3種連接方式，通常稱為放大電路的三種組態(tài)，即共基極、共發(fā)射極和共集電極電路組態(tài)，如圖2-36所示。1/15/2023512.5.3三極管的特性曲線晶體三極管的特性曲線是指其各電極間電壓和電流之間的關系曲線，包括輸入特性曲線和輸出特性曲線，它們是三極管內部特性的外部表現(xiàn)，是分析放大電路的重要依據(jù)。

1.輸入特性曲線對于圖2-37所示測試電路，輸入特性曲線是指在集射極電壓為一定值時，輸入基極電流與輸入基射極電壓之間的關系曲線(2-24)1/15/202352飽和區(qū)截止區(qū)過功耗區(qū)放大區(qū)1/15/202353輸出特性曲線的三個區(qū)域【例2-62-7】鏈接1/15/2023542.5.4三極管的主要參數(shù)

1．電流放大倍數(shù)1）直流電流放大系數(shù)2）交流電流放大系數(shù)2．極間反向電流

1）集電極－基極之間的反向飽和電流

2）集電極－發(fā)射極之間的穿透電流

3．集電極最大允許電流4．集電極－發(fā)射極之間反向擊穿電壓5．集電極最大允許功率損耗1/15/2023552.6場效應晶體管

與雙極型晶體管(BJT)類似，場效應管(FieldEffectTransistor，F(xiàn)ET)也是具有放大作用的三極管，但兩者的工作原理不同。BJT工作在放大區(qū)時，有兩種載流子(電子和空穴)共同參與帶點，且輸入回路的PN結(BE結)加正向偏壓，輸入阻抗小，屬于電流控制電流器件。FET利用器件內部的電場效應控制輸出電流的大小，屬于電壓控制電流器件，其輸入回路的PN結通常工作在反偏壓或絕緣狀態(tài)，輸入阻抗很高(107～1012)。場效應管具有體積小、耗電少、壽命長、內部噪聲小、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、制造工藝簡單以及便于集成等特點。1/15/202356FET分類

場效應管根據(jù)結構和工作原理的不同，分為兩大類：結型場效應管(JunctionFieldEffectTransistor,JFET)和金屬－氧化物－半導體場效應管（MOSFET），其中包括耗盡型和增強型。本章先介紹JFET和MOSFET的結構、工作原理、特性曲線及主要參數(shù)，再討論場效應管放大電路的3種組態(tài)：共源極、共漏極和共柵極放大電路。1/15/2023572.6.1N溝道結型場效應管(JFET)

一、N溝道結型場效應管的結構結型場效應管的結構示意圖及其符號如圖2-38所示。其中圖2-38(a)為N溝道JFET的結構剖面圖，實際器件內部P型襯底與柵極(高摻雜區(qū))相連接(圖中未畫出)，圖中的耗盡層即是圖2-38(b)中兩側的耗盡層。1/15/202358一、N溝道結型場效應管的結構1/15/202359如圖2-42(b)所示，在一塊N型半導體材料的各分別擴散一個高參雜濃度的P型區(qū)(用P+表示)，兩側P+區(qū)與N溝道交界處形成兩個PN結，由于P+區(qū)內側耗盡層非常窄，可見這兩個PN結都是非對稱PN結。

兩邊P+區(qū)各引出一個歐姆接觸電極并連接在一起，稱為柵極G(Gate)；在N型半導體的兩端各引出一個歐姆接觸電極，分別稱為源極S(Source)和漏極D(Drain)。兩個PN結之間的N型區(qū)域稱為N型導電溝道，簡稱N溝道。N溝道JFET的符號如圖2-42(d)所示，其中，箭頭所指方向表示柵極和源極之間的PN結加正向偏壓時，柵極電流的方向是從P指向N。

如圖2-42(c)所示為P型溝道JFET的結構示意圖，其符號如圖2-42(d)所示。對于P溝道JFET，在使用過程中，除了直流電源電壓極性和漏極電流的方向與N型溝道JFET相反外，兩者的工作原理完全一樣。

1/15/2023602.6.1.2N溝道結型場效應管的工作原理

1/15/2023611對導電溝道和的控制作用

導電溝道溝道變窄溝道夾斷1/15/2023621/15/202363溝道最寬但電流為零溝道變窄1/15/202364溝道預夾斷溝道夾斷1/15/2023651/15/202366(2-28)1/15/2023673結型場效應管的特性曲線

1．輸出特性曲線

(2-29)圖2-46(a)所示N溝道JFET的輸出特性曲線。1/15/2023681)可變電阻區(qū)4)截止區(qū)轉移特性3)擊穿區(qū)2)放大區(qū)1/15/2023691/15/2023701/15/2023712．轉移特性曲線

(2-30)(2-31)1/15/2023722.6.2絕緣柵場效應管(IG-FET)

1/15/2023732.6.2.1N溝道增強型MOSFET

1N溝道增強型MOSFET的結構絕緣層襯底鋁電極1/15/202374在一塊摻雜濃度較低的P型半導體材料(襯底)上，利用擴散工藝在襯底上形成兩個高摻雜濃度的N型區(qū)域(用N+表示)，并在此N區(qū)域上引出兩個接觸電極(鋁電極)，分別稱為源極(S)和漏極(D)，兩個電極之間的襯底表面覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層，該絕緣層上再沉積金屬鋁層并引出電極作為柵極(G)，從襯底引出的電極稱為襯底電極(B)，通常將襯底電極和柵極連接在一起使用。1/15/2023752N溝道增強型MOSFET的工作原理

1/15/202376反型層導電溝道無反型層導電溝道1/15/202377導電溝道發(fā)生變化導電溝道夾斷1/15/2023781/15/2023791/15/2023803N溝道增強型MOSFET的特性曲線

N溝道增強型MOSFET的特性曲線也分為輸出特性和轉移特性，如圖2-49所示。

圖2-49(b)為N溝道增強型MOSFET的輸出特性曲線，輸出特性同樣分為可變電阻區(qū)、放大區(qū)(飽和區(qū))、擊穿區(qū)和截止區(qū)。1/15/202381(2-32)是時的漏極電流

1/15/2023822.6.2.2N溝道耗盡型MOSFET

N溝道耗盡型MOSFET的結構示意圖如圖2-50(a)所示。耗盡型MOSFET的符號如圖2-50(b)所示。N溝道耗盡型MOSFET的結構與增強型MOSFET結構相似，不同之處在于N溝道耗盡型MOSFET在制造過程中在柵源之間的SiO2中注入一些離子(圖中2-50中用“＋”表示)，使漏源之間的導電溝道在時導電溝道就已經存在了，這一溝道稱為初始溝道。

1/15/202383“＋”離子導電溝道1/15/202384(2-34)1/15/2023851/15/2023862.6.3雙柵場效應管(DGFET)

雙柵MOS場效應管有兩個柵極，其結構示意圖如圖2-49所示。由于雙柵MOSFET具有上、下兩個柵，增強了對溝道的控制能力。對于厚膜雙柵MOSFET,硅膜在正面、背面柵壓作用下的最大反型區(qū)域小于硅膜厚度,即兩個反型溝道相對獨立,而硅膜的中間部分沒有反型,沒有電流通道。在這種狀況下,雙柵MOSFET相當于兩個普通硅MOSFET的簡單并聯(lián)。在線性區(qū),其漏源間電流為

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1/15/2023