Принцип работы режима улучшения N-канала MOSFET

(1) Влияние vGS на идентификатор и канал

① Случай vGS=0

Видно, что между стоком d и истоком s режима улучшения имеется два встречных PN-перехода.МОП-транзистор.

Когда напряжение затвор-исток vGS=0, даже если добавляется напряжение сток-исток vDS, и независимо от полярности vDS, всегда существует PN-переход в состоянии обратного смещения. Между стоком и истоком нет проводящего канала, поэтому ток стока ID≈0 в этот момент.

② Случай vGS>0

Если vGS>0, в изолирующем слое SiO2 между затвором и подложкой генерируется электрическое поле. Направление электрического поля перпендикулярно электрическому полю, направленному от затвора к подложке на поверхности полупроводника. Это электрическое поле отталкивает дырки и притягивает электроны. Отталкивание дырок: Отверстия в подложке P-типа возле затвора отталкиваются, оставляя неподвижные ионы-акцепторы (отрицательные ионы), образуя истощенный слой. Привлечение электронов: электроны (неосновные носители) в подложке P-типа притягиваются к поверхности подложки.

(2) Формирование проводящего канала:

Когда значение vGS мало и способность притягивать электроны невелика, проводящий канал между стоком и истоком все еще отсутствует. По мере увеличения vGS все больше электронов притягиваются к поверхностному слою P-подложки. Когда vGS достигает определенного значения, эти электроны образуют тонкий слой N-типа на поверхности подложки P возле затвора и соединяются с двумя областями N+, образуя проводящий канал N-типа между стоком и истоком. Его тип проводимости противоположен типу проводимости P-подложки, поэтому его еще называют инверсионным слоем. Чем больше vGS, тем сильнее электрическое поле, действующее на поверхность полупроводника, тем больше электронов притягивается к поверхности P-подложки, тем толще проводящий канал и тем меньше сопротивление канала. Напряжение затвор-исток, когда канал начинает формироваться, называется напряжением включения и обозначается VT.

N-канал МОП-транзисторОбсуждаемое выше не может образовывать проводящий канал, когда vGS < VT и трубка находится в отрезанном состоянии. Только когда vGS≥VT может быть сформирован канал. Этот видМОП-транзисторкоторый должен образовывать проводящий канал, когда vGS≥VT называется режимом улучшения.МОП-транзистор. После формирования канала ток стока генерируется, когда между стоком и истоком подается прямое напряжение vDS. Влияние vDS на ID, когда vGS>VT и является определенной величиной, влияние напряжения сток-исток vDS на проводящий канал и ток ID аналогично влиянию переходного полевого транзистора. Падение напряжения, создаваемое идентификатором тока стока вдоль канала, приводит к тому, что напряжения между каждой точкой канала и затвором больше не равны. Напряжение на конце, близком к истоку, является наибольшим, где канал имеет наибольшую толщину. Напряжение на стоковом конце наименьшее, его значение равно VGD=vGS-vDS, поэтому канал здесь самый тонкий. Но когда vDS мал (vDS