MOS栅结构是MOSFET的重要组成部分,一个典型的N沟道增强型结构示意图如图4-25所示。其中栅极、源极和漏极位于同一个平面内,半导体的另一个平面可以称为体端,所以在一些书籍和资料中,也将MOSFET称为四端器件,实际上那个体端一般跟源极相连接,所以在此还是将MOSFET看成三端器件。N沟道增强型MOSFET的图形符号如图4-26a所示,跟结型场效应晶体管一样,存在3种类型的MOSFET,它们的图形符号如图4-26b、c和d所示。在实际应用中,一般不特指时的MOSFET都是增强型MOSFET,即在栅极不控制时,漏极-源极之间可以承受正偏置电压。
图4-25 N沟道MOSFET结构示意图
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图4-26 不同类型MOSFET的图形符号
在图4-25中,点划线框内就是典型的MOS结构,或者称为MOS栅结构。在金属和P型半导体之间的黑色部分就是氧化物绝缘层。需要补充说明的是,在早期的MOS栅结构中,金属侧只能使用金属材料,而在现代的MOS栅结构中,金属几乎完全被重掺杂的多晶硅或者金属-多晶硅合金所代替,这些材料在生产方便性和可靠性上都更具有优势。不妨碍对MOSFET结构和基本工作原理的理解,在此仍认为其是金属材料。和结型场效应晶体管一样,在MOSFET中载流子也是从源极经过沟道流向漏极,所以与源极和漏极相连接的都是重掺杂的N+区,以便更好地提供载流子。仔细观察,在MOSFET中,由于源极和体端相连接,从源极到漏极,即从体端到漏极还存在PN+结,即一个双极型二极管,显然它对MOSFET的反向阻断和导通特性有明显的影响。
为分析和表述方便,定义栅极到源极(就是栅极到体端)的电压为UGS,漏极到源极的电压为UDS,流经MOSFET的电流,即流入漏极的电流为ID。
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