半導體物理課件shu

半導體物理導論歡迎來到半導體物理的世界！本課程將帶您深入了解構(gòu)成現(xiàn)代電子技術(shù)基石的半導體材料。從基本概念到器件應用，我們將逐步探索半導體的奇妙特性。通過本課程，您將掌握半導體物理的核心知識，為未來的學習和工作打下堅實的基礎(chǔ)。半導體的定義和分類定義半導體是指導電能力介于導體和絕緣體之間的材料。其導電性可以通過摻雜、溫度、光照等外部條件進行控制，從而實現(xiàn)各種電子功能。分類半導體主要分為本征半導體和雜質(zhì)半導體。本征半導體是純凈的半導體材料，而雜質(zhì)半導體是通過在本征半導體中摻入少量雜質(zhì)元素來改變其導電性能。本征半導體1純凈材料本征半導體由單一元素構(gòu)成，例如硅（Si）或鍺（Ge），其晶格結(jié)構(gòu)完整，雜質(zhì)含量極低。2電子與空穴在本征半導體中，電子和空穴是主要的載流子，它們由熱激發(fā)產(chǎn)生，濃度相等。導電能力有限，受溫度影響較大。3應用本征半導體在實際應用中較少直接使用，通常作為摻雜的基礎(chǔ)材料來制備各種電子器件。雜質(zhì)半導體(N型和P型)N型半導體通過在本征半導體中摻入五價元素（如磷P或砷As）形成。這些元素提供額外的電子，使電子成為主要的載流子，稱為多數(shù)載流子。P型半導體通過在本征半導體中摻入三價元素（如硼B(yǎng)或鎵Ga）形成。這些元素形成空穴，使空穴成為主要的載流子，稱為多數(shù)載流子。摻雜濃度摻雜濃度決定了雜質(zhì)半導體的導電能力。摻雜濃度越高，載流子濃度越高，導電性越好。精確控制摻雜濃度是半導體器件制造的關(guān)鍵。晶體結(jié)構(gòu)1晶格半導體材料通常具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)，如金剛石結(jié)構(gòu)（硅和鍺）或閃鋅礦結(jié)構(gòu)（GaAs）。晶格中的原子按照特定的周期性排列。2晶向晶向是指晶體中特定方向的原子排列方式。不同的晶向具有不同的物理性質(zhì)，如導電性、機械強度等。在半導體器件制造中，晶向的選擇非常重要。3缺陷晶體結(jié)構(gòu)中可能存在各種缺陷，如空位、間隙原子、位錯等。這些缺陷會影響半導體的性能，如載流子遷移率、壽命等。晶格常數(shù)與原子密度晶格常數(shù)晶格常數(shù)是指晶胞的邊長，它反映了晶體結(jié)構(gòu)的尺寸。不同的半導體材料具有不同的晶格常數(shù)。例如，硅的晶格常數(shù)為5.43埃。原子密度原子密度是指單位體積內(nèi)原子的數(shù)量。它與晶格常數(shù)密切相關(guān)。原子密度越高，材料的致密度越高。影響晶格常數(shù)和原子密度對半導體的物理性質(zhì)具有重要影響，如能帶結(jié)構(gòu)、載流子遷移率等。在半導體器件設(shè)計中，需要考慮這些因素。能帶理論基礎(chǔ)能級在孤立的原子中，電子只能占據(jù)特定的能級。這些能級是分立的，稱為原子能級。1能帶當大量原子聚集在一起形成晶體時，原子能級會發(fā)生分裂，形成連續(xù)的能帶。能帶之間存在禁帶，電子不能占據(jù)禁帶中的能量狀態(tài)。2導帶與價帶導帶是能量較高的能帶，其中的電子可以自由移動，參與導電。價帶是能量較低的能帶，其中的電子受到原子核的束縛，不易移動。3電子和空穴的概念1電子電子是帶負電荷的基本粒子，它存在于原子核外，并圍繞原子核運動。在半導體中，電子可以自由移動，參與導電。2空穴空穴是指價帶中由于電子的缺失而形成的帶正電荷的“空位”?？昭ㄒ部梢砸苿?，并且可以等效地看作帶正電荷的載流子。電子和空穴是半導體中主要的載流子，它們的濃度和運動決定了半導體的導電性能。理解電子和空穴的概念是學習半導體物理的基礎(chǔ)。有效質(zhì)量1定義有效質(zhì)量是指電子或空穴在晶體中運動時所表現(xiàn)出的慣性大小。由于晶體結(jié)構(gòu)的周期性勢場的影響，電子和空穴的有效質(zhì)量可能與自由電子的質(zhì)量不同。2影響有效質(zhì)量的大小會影響載流子的遷移率和導電性。有效質(zhì)量越小，載流子的遷移率越高，導電性越好。3計算有效質(zhì)量可以通過能帶結(jié)構(gòu)的曲率來計算。能帶曲率越大，有效質(zhì)量越小。載流子濃度載流子濃度是指單位體積內(nèi)載流子的數(shù)量。它直接決定了半導體的導電能力。本征半導體的載流子濃度較低，而雜質(zhì)半導體的載流子濃度較高。費米能級定義費米能級是指在一定溫度下，電子占據(jù)某一能量狀態(tài)的概率為50%的能量值。它反映了電子在半導體中的能量分布情況。影響費米能級的位置會影響載流子濃度。在N型半導體中，費米能級靠近導帶；在P型半導體中，費米能級靠近價帶。溫度溫度會影響費米能級的位置。溫度升高，費米能級會向禁帶中央移動。費米-狄拉克分布函數(shù)定義費米-狄拉克分布函數(shù)描述了在一定溫度下，電子占據(jù)某一能量狀態(tài)的概率。它是一個概率分布函數(shù)，取值范圍在0到1之間。公式費米-狄拉克分布函數(shù)的公式為：f(E)=1/(1+exp((E-Ef)/kT))，其中E是能量，Ef是費米能級，k是玻爾茲曼常數(shù)，T是溫度。玻爾茲曼近似1條件當能量E遠大于費米能級Ef時，費米-狄拉克分布函數(shù)可以近似為玻爾茲曼分布函數(shù)。這個條件通常在非簡并半導體中成立。2公式玻爾茲曼分布函數(shù)的公式為：f(E)≈exp(-(E-Ef)/kT)。玻爾茲曼近似簡化了載流子濃度的計算。3應用玻爾茲曼近似廣泛應用于半導體器件的分析和設(shè)計中。它簡化了數(shù)學模型，使得問題更容易求解。載流子漂移運動電場當半導體受到電場作用時，載流子會沿著電場方向或反方向運動，這種運動稱為漂移運動。電子和空穴的漂移方向相反。速度載流子的漂移速度與電場強度成正比。漂移速度的大小取決于載流子的遷移率。電流載流子的漂移運動會產(chǎn)生電流。電流密度與載流子濃度、電荷和漂移速度成正比。電場作用下的載流子運動1加速在電場作用下，載流子會受到電場力的作用，從而加速運動。加速運動的時間取決于載流子的平均自由程。2散射載流子在晶體中運動時，會與晶格振動、雜質(zhì)原子等發(fā)生碰撞，這種碰撞稱為散射。散射會阻礙載流子的運動，降低其速度。3平均速度由于散射的存在，載流子在電場作用下的運動是加速和減速交替進行的。最終，載流子會達到一個平均速度，即漂移速度。遷移率的定義定義遷移率是指載流子在單位電場強度下的漂移速度。它反映了載流子在半導體中運動的難易程度。遷移率越高，載流子越容易移動。單位遷移率的單位是cm^2/(V·s)。遷移率的大小取決于半導體材料的性質(zhì)、溫度和摻雜濃度。重要性遷移率是衡量半導體材料性能的重要指標。在半導體器件設(shè)計中，需要選擇具有較高遷移率的材料，以提高器件的性能。影響遷移率的因素溫度溫度升高，晶格振動加劇，載流子散射增加，遷移率降低。溫度對遷移率的影響在高摻雜半導體中較小。1摻雜濃度摻雜濃度越高，雜質(zhì)原子越多，載流子散射增加，遷移率降低。摻雜濃度對遷移率的影響在低溫下較小。2材料不同的半導體材料具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和原子性質(zhì)，因此具有不同的遷移率。例如，硅的遷移率低于鍺和砷化鎵。3載流子擴散運動1濃度梯度當半導體中存在載流子濃度梯度時，載流子會從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域運動，這種運動稱為擴散運動。2隨機運動擴散運動是載流子的隨機熱運動的結(jié)果。載流子在半導體中不斷地發(fā)生碰撞，從而在空間中進行無規(guī)則的擴散。擴散運動與漂移運動不同，它不需要電場的作用。擴散運動是半導體器件工作的重要機制之一。擴散系數(shù)1定義擴散系數(shù)是指載流子擴散運動的難易程度。它反映了載流子在濃度梯度作用下擴散的速度。擴散系數(shù)越大，載流子擴散得越快。2單位擴散系數(shù)的單位是cm^2/s。擴散系數(shù)的大小取決于半導體材料的性質(zhì)、溫度和載流子類型。3影響擴散系數(shù)是半導體器件設(shè)計的重要參數(shù)。在設(shè)計二極管和晶體管時，需要精確控制擴散系數(shù)，以獲得所需的器件性能。愛因斯坦關(guān)系愛因斯坦關(guān)系是指遷移率和擴散系數(shù)之間的關(guān)系。它表明遷移率和擴散系數(shù)不是獨立的，而是通過熱電壓相互聯(lián)系的。愛因斯坦關(guān)系可以用來計算遷移率或擴散系數(shù)。載流子產(chǎn)生與復合產(chǎn)生載流子產(chǎn)生是指電子和空穴對的產(chǎn)生過程。載流子可以通過熱激發(fā)、光照等方式產(chǎn)生。產(chǎn)生過程會增加半導體中的載流子濃度。復合載流子復合是指電子和空穴對的消失過程。復合過程會減少半導體中的載流子濃度。復合過程是半導體達到平衡狀態(tài)的重要機制。直接復合定義直接復合是指電子直接從導帶躍遷到價帶，與空穴復合的過程。直接復合通常發(fā)生在直接帶隙半導體中，如GaAs。特點直接復合速度快，效率高。直接復合過程中會釋放能量，以光子的形式輻射出來，因此可以直接復合半導體可以用來制造發(fā)光器件。間接復合1定義間接復合是指電子通過中間能級（如雜質(zhì)能級或缺陷能級）躍遷到價帶，與空穴復合的過程。間接復合通常發(fā)生在間接帶隙半導體中，如硅。2特點間接復合速度慢，效率低。間接復合過程中釋放的能量主要以熱能的形式耗散，因此間接復合半導體不適合制造發(fā)光器件。3中心中間能級稱為復合中心。復合中心可以提高復合效率。雜質(zhì)原子和晶格缺陷都可以作為復合中心。表面復合表面態(tài)半導體表面存在大量的表面態(tài)，這些表面態(tài)可以作為復合中心，促進載流子的復合。表面復合會降低半導體器件的性能。速度表面復合速度是指單位面積上單位時間內(nèi)復合的載流子數(shù)量。表面復合速度與表面態(tài)密度和載流子濃度有關(guān)。鈍化為了降低表面復合，可以對半導體表面進行鈍化處理。鈍化處理可以減少表面態(tài)密度，從而降低表面復合速度。復合壽命1定義復合壽命是指非平衡載流子濃度衰減到初始值的1/e所需的時間。復合壽命反映了載流子在半導體中存在的平均時間。2影響復合壽命的大小取決于半導體材料的性質(zhì)、溫度和缺陷濃度。復合壽命越長，載流子越容易積累，半導體器件的性能越好。3測試復合壽命可以通過各種測試方法來測量，如光衰減法、深能級瞬態(tài)譜等。復合壽命是半導體器件設(shè)計的重要參數(shù)。非平衡載流子平衡狀態(tài)在平衡狀態(tài)下，半導體中的載流子濃度保持不變，產(chǎn)生率和復合率相等。非平衡狀態(tài)是指載流子濃度偏離平衡值的狀態(tài)。產(chǎn)生非平衡載流子可以通過光照、注入等方式產(chǎn)生。非平衡載流子的存在會改變半導體的導電性能。衰減非平衡載流子會逐漸衰減，最終回到平衡狀態(tài)。衰減速度取決于復合壽命。光照下的載流子行為光生載流子當半導體受到光照時，光子會激發(fā)電子從價帶躍遷到導帶，產(chǎn)生電子和空穴對。這些電子和空穴稱為光生載流子。1光電流光生載流子在電場作用下會產(chǎn)生光電流。光電流的大小與光照強度成正比。光電二極管和太陽能電池就是利用光生載流子的原理工作的。2應用光照可以改變半導體的導電性能。光敏電阻就是利用光照改變電阻的原理工作的。光照還可以用來控制晶體管的開關(guān)。3注入載流子1p-n結(jié)在p-n結(jié)中，當施加正向偏置電壓時，多數(shù)載流子會從p區(qū)注入到n區(qū)，或從n區(qū)注入到p區(qū)。這些注入的載流子稱為注入載流子。2濃度注入載流子的濃度會隨著距離的增加而衰減。衰減長度稱為擴散長度。注入載流子的存在會改變p-n結(jié)的電流電壓特性。雙極性晶體管就是利用注入載流子的原理工作的。通過控制注入載流子的數(shù)量，可以控制晶體管的電流增益。連續(xù)性方程1描述連續(xù)性方程描述了載流子濃度隨時間和空間的變化規(guī)律。它考慮了載流子的產(chǎn)生、復合、漂移和擴散等因素。連續(xù)性方程是分析半導體器件的重要工具。2公式連續(xù)性方程是一個偏微分方程。求解連續(xù)性方程可以得到載流子濃度的分布情況。3應用連續(xù)性方程廣泛應用于半導體器件的仿真和設(shè)計中。通過求解連續(xù)性方程，可以預測器件的性能，優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)。穩(wěn)態(tài)條件產(chǎn)生復合在穩(wěn)態(tài)條件下，載流子濃度不隨時間變化。此時，載流子的產(chǎn)生率等于復合率。穩(wěn)態(tài)條件簡化了連續(xù)性方程的求解。擴散長度定義擴散長度是指注入載流子濃度衰減到初始值的1/e的距離。擴散長度與復合壽命和擴散系數(shù)有關(guān)。擴散長度越大，注入載流子能夠擴散得越遠。影響擴散長度是半導體器件設(shè)計的重要參數(shù)。在設(shè)計雙極性晶體管時，需要控制擴散長度，以獲得所需的電流增益。p-n結(jié)定義p-n結(jié)是指由p型半導體和n型半導體結(jié)合形成的結(jié)構(gòu)。p-n結(jié)是半導體器件的基礎(chǔ)，如二極管、晶體管等。特性p-n結(jié)具有單向?qū)щ娦?。當施加正向偏置電壓時，p-n結(jié)導通；當施加反向偏置電壓時，p-n結(jié)截止。p-n結(jié)的形成1摻雜p-n結(jié)可以通過在同一塊半導體材料上進行不同類型的摻雜來形成。例如，可以在n型硅上擴散p型雜質(zhì)，形成p-n結(jié)。2生長p-n結(jié)也可以通過外延生長的方法來形成。例如，可以在n型硅襯底上生長p型硅薄膜，形成p-n結(jié)。3界面p-n結(jié)的界面處會形成空間電荷區(qū)?？臻g電荷區(qū)內(nèi)沒有自由載流子，因此具有較高的電阻?？臻g電荷區(qū)耗盡層空間電荷區(qū)又稱為耗盡層。在耗盡層內(nèi)，自由載流子被耗盡，只剩下固定的離子電荷。寬度耗盡層的寬度與摻雜濃度和外加電壓有關(guān)。摻雜濃度越高，耗盡層越窄；外加反向偏置電壓越大，耗盡層越寬。電場耗盡層內(nèi)存在內(nèi)建電場。內(nèi)建電場的方向從n區(qū)指向p區(qū)。內(nèi)建電場阻止多數(shù)載流子擴散，并加速少數(shù)載流子漂移。內(nèi)建電場1平衡狀態(tài)在平衡狀態(tài)下，p-n結(jié)中存在內(nèi)建電場。內(nèi)建電場是由p區(qū)和n區(qū)的費米能級差引起的。2方向內(nèi)建電場的方向從n區(qū)指向p區(qū)。內(nèi)建電場阻止n區(qū)的電子向p區(qū)擴散，并阻止p區(qū)的空穴向n區(qū)擴散。3大小內(nèi)建電場的大小與摻雜濃度有關(guān)。摻雜濃度越高，內(nèi)建電場越大。內(nèi)建電場是p-n結(jié)具有單向?qū)щ娦缘母驹?。p-n結(jié)的能帶圖能帶彎曲在p-n結(jié)的界面處，能帶會發(fā)生彎曲。p區(qū)的能帶向上彎曲，n區(qū)的能帶向下彎曲。能帶彎曲是由內(nèi)建電場引起的。勢壘能帶彎曲形成了一個勢壘。這個勢壘阻止多數(shù)載流子擴散。只有能量高于勢壘的載流子才能越過p-n結(jié)。偏置電壓外加偏置電壓會改變能帶彎曲的程度。正向偏置電壓會降低勢壘，反向偏置電壓會升高勢壘。p-n結(jié)的電流電壓特性正向偏置當施加正向偏置電壓時，p-n結(jié)導通，電流隨電壓指數(shù)增加。正向電流主要由多數(shù)載流子擴散引起。1反向偏置當施加反向偏置電壓時，p-n結(jié)截止，只有少量的反向飽和電流。反向電流主要由少數(shù)載流子漂移引起。2理想二極管方程p-n結(jié)的電流電壓特性可以用理想二極管方程來描述：I=Is*(exp(V/(n*Vt))-1)，其中Is是反向飽和電流，V是外加電壓，n是理想因子，Vt是熱電壓。3正向偏置1勢壘降低當施加正向偏置電壓時，p-n結(jié)的勢壘降低。多數(shù)載流子更容易越過p-n結(jié)，從p區(qū)注入到n區(qū)，或從n區(qū)注入到p區(qū)。2擴散電流正向電流主要由多數(shù)載流子擴散引起。擴散電流隨電壓指數(shù)增加。正向偏置電壓越大，擴散電流越大。在正向偏置下，p-n結(jié)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，可以作為開關(guān)電路的導通狀態(tài)。反向偏置1勢壘升高當施加反向偏置電壓時，p-n結(jié)的勢壘升高。多數(shù)載流子難以越過p-n結(jié)，只有少量的少數(shù)載流子可以漂移通過p-n結(jié)。2飽和電流反向電流主要由少數(shù)載流子漂移引起。反向電流的大小與外加電壓無關(guān)，稱為反向飽和電流。反向飽和電流的大小取決于溫度。3應用在反向偏置下，p-n結(jié)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，可以作為開關(guān)電路的截止狀態(tài)。理想因子理想因子是指實際二極管的電流電壓特性與理想二極管方程的偏離程度。理想因子越大，偏離程度越大。理想因子通常在1到2之間。擊穿現(xiàn)象定義當施加足夠大的反向偏置電壓時，p-n結(jié)會發(fā)生擊穿現(xiàn)象。擊穿現(xiàn)象是指反向電流突然增大，p-n結(jié)失去單向?qū)щ娦缘默F(xiàn)象。類型擊穿現(xiàn)象主要有兩種類型：雪崩擊穿和齊納擊穿。雪崩擊穿是由載流子碰撞電離引起的，齊納擊穿是由隧穿效應引起的。p-n結(jié)電容定義p-n結(jié)具有電容效應。p-n結(jié)電容是指p-n結(jié)在存儲電荷的能力。p-n結(jié)電容分為擴散電容和過渡電容。影響p-n結(jié)電容會影響半導體器件的頻率特性。在高頻電路中，需要考慮p-n結(jié)電容的影響。擴散電容1產(chǎn)生擴散電容是由少數(shù)載流子擴散引起的。當施加正向偏置電壓時，少數(shù)載流子會擴散到p區(qū)和n區(qū)，形成擴散電荷。擴散電容與擴散電荷的變化有關(guān)。2偏置擴散電容只在正向偏置下存在。擴散電容的大小與正向電流成正比。擴散電容會降低二極管的開關(guān)速度。3應用擴散電容在某些應用中是有用的。例如，在變?nèi)荻O管中，擴散電容可以用來調(diào)節(jié)電路的頻率。過渡電容空間電荷過渡電容是由空間電荷區(qū)引起的。空間電荷區(qū)內(nèi)的離子電荷會隨著外加電壓的變化而變化，形成過渡電容。耗盡層過渡電容在正向偏置和反向偏置下都存在。過渡電容的大小與耗盡層的寬度有關(guān)。耗盡層越寬，過渡電容越小。應用過渡電容在某些應用中是有用的。例如，在變?nèi)荻O管中，過渡電容可以用來調(diào)節(jié)電路的頻率。金屬-半導體接觸1肖特基接觸當金屬與半導體接觸時，會形成金屬-半導體接觸。金屬-半導體接觸分為肖特基接觸和歐姆接觸。肖特基接觸具有整流特性，類似于p-n結(jié)。2歐姆接觸歐姆接觸不具有整流特性，其電阻與電流成正比。歐姆接觸是連接金屬導線和半導體器件的重要方式。3勢壘金屬-半導體接觸的特性取決于金屬的功函數(shù)和半導體的電子親和勢。如果金屬的功函數(shù)大于半導體的電子親和勢，則形成肖特基接觸；反之，則形成歐姆接觸。肖特基勢壘定義肖特基勢壘是指金屬與半導體接觸時形成的勢壘。肖特基勢壘的高度取決于金屬的功函數(shù)和半導體的電子親和勢。特性肖特基勢壘具有整流特性。當施加正向偏置電壓時，肖特基勢壘降低，電流增大；當施加反向偏置電壓時，肖特基勢壘升高，電流減小。二極管肖特基勢壘可以用來制造肖特基二極管。肖特基二極管具有開關(guān)速度快、正向壓降低等優(yōu)點。歐姆接觸電阻歐姆接觸是指金屬與半導體接觸時形成的線性電阻。歐姆接觸的電阻應該盡可能小，以減少器件的功耗。1形成為了形成良好的歐姆接觸，通常需要在半導體表面進行高濃度摻雜。高濃度摻雜可以降低接觸電阻。2應用歐姆接觸是連接金屬導線和半導體器件的重要方式。歐姆接觸廣泛應用于各種半導體器件中。3雙極性晶體管(BJT)1結(jié)構(gòu)雙極性晶體管是由兩個p-n結(jié)組成的器件。BJT分為NPN型和PNP型。BJT具有三個電極：發(fā)射極、基極和集電極。2特性BJT具有電流放大作用。通過控制基極電流，可以控制集電極電流。BJT廣泛應用于各種放大電路和開關(guān)電路中。BJT是半導體器件的重要組成部分。BJT的性能直接影響電子產(chǎn)品的性能。BJT的工作原理1放大BJT的工作原理是利用基極電流控制集電極電流。當基極電流增大時，集電極電流也隨之增大。集電極電流的增大量遠大于基極電流的增大量，從而實現(xiàn)電流放大。2偏置BJT的放大作用需要在特定的偏置條件下才能實現(xiàn)。通常，基極-發(fā)射極p-n結(jié)正向偏置，集電極-基極p-n結(jié)反向偏置。3模型BJT的工作原理可以用Ebers-Moll模型來描述。Ebers-Moll模型考慮了BJT的各種電流分量和電壓關(guān)系，可以用來分析BJT的靜態(tài)和動態(tài)特性。BJT的電流增益電流增益是指集電極電流與基極電流的比值。電流增益是衡量BJT放大能力的重要指標。電流增益越大，BJT的放大能力越強。場效應晶體管(FET)定義場效應晶體管是由場效應控制電流的器件。FET具有三個電極：源極、漏極和柵極。FET分為結(jié)型場效應晶體管(JFET)和金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET)。特性FET具有輸入阻抗高、噪聲低、功耗小等優(yōu)點。FET廣泛應用于各種放大電路和開關(guān)電路中。MOSFET結(jié)構(gòu)MOSFET是由金屬、氧化物和半導體組成的器件。MOSFET具有四個電極：源極、漏極、柵極和襯底。MOSFET分為N溝道MOSFET和P溝道MOSFET。特點MOSFET具有輸入阻抗極高、噪聲低、功耗低、易于集成等優(yōu)點。MOSFET是現(xiàn)代集成電路的核心器件。MOSFET的工作原理1溝道MOSFET的工作原理是通過柵極電壓控制源極和漏極之間的溝道電流。當柵極電壓增大時，溝道導電性增強，源極和漏極之間的電流增大。2模式MOSFET的工作模式分為截止區(qū)、線性區(qū)和飽和區(qū)。不同的工作模式對應不同的電流電壓特性。3應用MOSFET廣泛應用于各種模擬電路和數(shù)字電路中。MOSFET是現(xiàn)代集成電路的核心器件。MOSFET的電流電壓特性截止區(qū)當柵極電壓低于閾值電壓時，MOSFET處于截止區(qū)。在截止區(qū)，源極和漏極之間沒有電流。線性區(qū)當柵極電壓高于閾值電壓，且漏極電壓較低時，MOSFET處于線性區(qū)。在線性區(qū)，源極和漏極之間的電流與柵極電壓和漏極電壓成線性關(guān)系。飽和區(qū)當柵極電壓高于閾值電壓，且漏極電壓較高時，MOSFET處于飽和區(qū)。在飽和區(qū)，源極和漏極之間的電流與柵極電壓有關(guān)，與漏極電壓無關(guān)。CMOS1定義CMOS是指互補金屬-氧化物-半導體。CMOS是由NMOS和PMOS組成的電路。CMOS具有功耗低、噪聲容限高等優(yōu)點。2反相器CMOS反相器是CMOS電路的基本單元。CMOS反相器由一個NMOS和一個PMOS組成。當輸入為高電平時，輸出為低電平；當輸入為低電平時，輸出為高電平。3應用CMOS廣泛應用于各種數(shù)字電路中。CMOS是現(xiàn)代集成電路的核心技術(shù)。例如，微處理器、存儲器等都采用了CMO