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12.16 : 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的特性

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在电子电路中发挥着至关重要的作用。它们主要用于放大信号和切换信号。

各种重要的参数影响着它们的功能,这对于理论和电子应用来说是至关重要的。首先,沟道尺寸(确切地说是长度和宽度)是至关重要的。这些沟道的大小会影响到晶体管的载流能力和切换速度;较短的沟道通常可以实现更快的运行速度。其次,氧化物厚度(即将栅极与沟道分隔开的二氧化硅层)可以调节栅极对沟道的控制。较薄的氧化物会增加栅极电容,从而能够增强这种控制。

另一个重要因素是结深和衬底掺杂,它们能够用来调节金属氧化物半导体场效应晶体管的阈值电压并控制漏电流。掺杂会通过引入杂质的方式来改变半导体的特性。

在工作中,金属氧化物半导体场效应晶体管会根据栅极-源极电压显示出三个不同的区域。

  • 在截止区,晶体管处于关闭状态,源极和漏极之间没有导电路径,从而将电流限制在最小的反向泄漏范围内。
  • 一旦栅极-源极电压(V_GS)超过阈值且漏极-源极电压(V_DS)较低,就会出现线性区。此时,晶体管就像一个可变电阻器,漏极电流(I_D)与漏极-源极电压(V_DS)成正比,并由栅极-源极电压(V_GS)来进行调节。
  • 在饱和区,漏极附近的沟道会因夹断效应而变窄,从而限制了电流进一步的流动,尽管漏极-源极电压(V_DS)是增加的,但漏极电流(I_D)却趋于稳定。

这些工作条件决定了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在电路中的实现方式,尤其是在需要精确电子控制的情况下。

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MOSFETMetal oxide semiconductorField effect TransistorElectronic CircuitsSignal AmplificationSwitching SignalsChannel DimensionsOxide ThicknessGate CapacitanceJunction DepthSubstrate DopingThreshold VoltageLeakage CurrentsCutoff RegionLinear RegionSaturation RegionDrain Current

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