MOS场效应管的类型及特点分析

上一节以n沟道增强型MOS场效应管为例，定性说明了场效应管的工作原理，如果按照不同导电沟道来区分的话，则还存在另一种P沟道增强型MOS场效应管。MOS场效应管的类型。这种管子以n型半导体作为衬底材料、源和漏区是p⁺扩散区，将图1.1-3中的n⁺换成p⁺，p型硅换成n型硅，而且n沟道换成p沟道，即得P沟道MOS场效应管结构剖面图.它也属于增强型管子，因为在栅极电压为零时，源和漏区之间不存在导电沟道。在正常工作时，源一般也接地，漏区接负电位。栅极上加负电位时，在n型半导体表面有一个指向外面的表面电场，使表面耗尽，甚至可以反型，当（此时）时n型表面强反型成为p型，将源、漏的p⁺区连接起来，这时，若在漏极加上负电压就有电流流过。由上述分析可知，n沟与P沟器件的工作原理基本上相同，唯极性相反，导电沟道不同。n沟增强型管工作时，栅与漏均接正电压，与双极型中的nPn管相似。MOS场效应管的类型。传导电流的载流子是空穴，阈值电压VT为正值。

除了增强型场效应管以外，还有一类称为耗尽型管，常见的有n沟道耗尽型管，如图1.1-4所示。它的主要特点是栅极不加电压时，n型沟道已经存在了，控制氧化层中一定数量的正电荷或用离子注入便能做到这一点。当n沟耗尽型管栅极上施加负电压VGS时，沟道的导电会减小，在一定的VDS作用下，流过沟道的IDS减小。如果VGS的绝对值增加，IDS继续减小。当时，它会完全抵消氧化层中的正电荷对P型表面的影响，使原来的n型感应沟道完全消失，这时即使漏极上加有正的电压VDS，也不会有电流流过。我们称这时管子截止了。使耗尽型管截止（表面沟道消失）所需加的栅极电压（阈值电压）称为截止电压（VT），显然，n沟耗尽型管的VT<0。

MOS场效应管的类型

在图1.1-4中，P衬底同时形成n沟增强型场效应管和n沟耗尽型场效应管。这种结构与工艺通常称为E/DMOS，是NMOS的一种类型。MOS场效应管的类型。此外，在同一衬底上，生成P沟MOS场效应管和n沟MOS场效应管，这种结构与工艺通常称为CMOS，由于CMOS电路结构简单，功耗小，因而在MOS集成电路中，广泛采用CMOS电路结构与工艺，CMOS电路的结构图和剖面图分别如图1.1-5、图1.1-6所示。

MOS场效应管的类型

原则上还存在一种P沟道耗尽型器件，它与n沟道耗尽型的不同之处是以n型硅作为衬底。这种管子要求在栅极不加电压时，源和漏之间的表面已经存在P型沟道，如果源与衬底相连并且接地，只要在漏端加一负电压，空穴便能在源和漏之间流动，形成漏-源电流；当栅极上加上正电压时，沟道中空穴浓度减小，导电能力减弱，漏-源电流减小。使表面沟道消失所需加在栅极上的电压为VT，显然，对于P沟道耗尽型管。MOS场效应管的类型。由于p沟耗尽型MOS制作困难，其特性又不如n沟MOS，所以实际应用很少。