MOS管的原理及应用

问题描述

精选答案

（以N管为例）简单来说就是：

1. 栅极加正电压（VGS>VTH），形成纵向电场，吸引电子、排斥空穴，在栅氧化层下形成电子导电沟道，将源极和漏极连起来。

2. 漏极加正电压(VDS>0)，形成横向电场，电子逆着电场方向漂移到漏极，形成漏极到源极的电流。深入了解：

1. 如果栅极家的电压不够大，即VGS<VTH，则无法形成导电沟道，不能即源极和漏极连接起来，此时即使加上漏极电压，也不会有电流因此，导电沟道的形成，是MOS工作的基础。

（注：忽略亚阈区导电）。

2. 栅极电压越大，纵向电场就越强，吸引的电子就越多，导电沟道中的电子浓度也就越大，在相同的漏极电压下，产生的电流也越大。

因此MOS管是压控器件，通过栅极电压来控制电流的大小。

3. 由于漏极电压是比源极电压高的（VD>VS，VDS=VD-VS>0），因而VGD<VGS，如果漏极电压高到使使VGD<VTH，那么栅极下方靠近漏极的导电沟道便会消失。

4. 在连接漏极的导电沟道没有被夹断之前，改变漏极电压也能控制电流大小，但是夹断之后，电流就只由栅极电压控制了。

（注：忽略沟道长度调制效应）

5. 之所以会发生4中所描述的现象，是因为，在连接漏极的导电沟道没有被夹断之前，整个导电沟道被视作一个横向的电阻，加大横向的电压，电流当然会变大。

但是在夹断之后，无论漏极的电压多大，由于栅极到夹断点的电压都是VTH，因而横向导电沟道上（源极到夹断点）所加的电压都只有VGS-VTH那么大，所以多余的电压全部加在漏极和导电沟道之间的耗尽区（电阻非常大，因为没有载流子）；而电流大小是取决于导电沟道的电子浓度（由栅极电压控制）和加在导电沟道上的电压（此时恒定）的，因而此时电流不受漏极电压控制，只受栅极电压控制。

（注：不考虑漏极击穿和漏源穿通）前面一个是线性区，后面一个是饱和区，这是根据漏极电压对电流的控制效果来命名的，即受控与不受控。

还有一些二阶效应（衬底偏置效应，沟道长度调制效应），我就不讲了，把前面的基础的理解了，后面的这些一学就懂了。