半導體器件——MOS管
時間：2018-03-14 來源：半導體設備推薦
半導體器件是導電性介于良導電體與絕緣體之間，利用半導體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件，可用來產生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉換。
場效應晶體管是依靠一塊薄層半導體受橫向電場影響而改變其電阻(簡稱場效應)，使具有放大信號的功能。這薄層半導體的兩端接兩個電極稱為源和漏。控制橫向電場的電極稱為柵。
根據柵的結構,場效應晶體管可以分為三種：
①結型場效應管(用PN結構成柵極);
②MOS場效應管(用金屬-氧化物-半導體構成柵極,見金屬-絕緣體-半導體系統);
③MES場效應管(用金屬與半導體接觸構成柵極);其中MOS場效應管使用最廣泛。尤其在大規模集成電路的發展中,MOS大規模集成電路具有特殊的優越性。MES場效應管一般用在GaAs微波晶體管上。
在MOS器件的基礎上,又發展出一種電荷耦合器件 (CCD)，它是以半導體表面附近存儲的電荷作為信息，控制表面附近的勢阱使電荷在表面附近向某一方向轉移。這種器件通常可以用作延遲線和存儲器等;配上光電二極管列陣，可用作攝像管。
MOS場效應管的分類：
MOS場效應管按其溝道和工作類型可分為四種：N溝道增強型、P溝道增強型、N溝道耗盡型、P溝道耗盡型。表2.1列出了四種場效應管的特點。
特性曲線
圖2.4示出了增強型NMOS管共源電路的轉移特性和輸出特性曲線。
圖(a)的轉移特性曲線描述MOS管柵源電壓uGS和漏極電流iD之間的關系。因為uGS是輸入回路的電壓，而iD是輸出回路的電流，故稱轉移特性。可以看出：
當uGS很小時：iD基本上為0，管子截止;當uGS大于UTN(UTN稱作開啟電壓)時：iD 隨uGS的增加而增加。
圖(b)的輸出特性曲線描述漏源電壓uDS和漏極電流iD之間的關系。可以看出，它分作三個區域：
夾斷區: uGS < UTN的區域 。在夾斷區，管子處于截止狀態，漏源間的等效電阻極高。漏極電流幾乎為0，輸出回路近似開路;
可變電阻區：uGS >UTN且uDS較小(uDS< uGS-UTN)的區域 。在可變電阻區，iD和uDS之間呈線性關系，uGS值越大，曲線越陡，漏源間的等效電阻就越小;
恒流區：uGS >UTN且uDS較大(uDS> uGS-UTN)的區域 。在恒流區，iD只取決于uGS，而與uDS無關。
表2. 2列出了MOS管工作在截止和導通狀態時的條件及特點。
表2.2
| NMOS管 | PMOS管 | 特 點 | |
| 截止 | uGS <UTN | uGS >UTP | RDS非常大,相當于開關斷開 |
| 導通 | uGS ³ UTN | uGS £ UTP | rON非常小,相當于開關閉合 |
