MOSFET的结构和电学特性小结

本期内容

沟道长度修正

MOSFET的结构和电学特性小结

沟道长度修正上一期中提到 当V_DS>V_GS-V_TH时，沟道中出现夹断效应，沟道的长度对略微减小。 很多场景我们可以忽略这个长度的变化，但是当精度要求比较高的时候，我们就需要把沟道长度的变化考虑进来。 看下面式子

因为沟道的有效长度L会随着V_DS的增大而略微减小，所以I_D会随着V_DS的增大而略微增大。 我们可以用下面式子来表示I_D

这里如果不考虑沟道长度变化，V_A为无穷大，考虑沟道长度变化时，V_A为有限值。 I_D随V_DS的变化的伏安特性曲线为：

MOSFET的结构和电学特性小结：

1、MOSFET由金属层-绝缘层-半导体基板三层结构组成。

现在绝大多数金属层以多晶硅取代金属作为其栅极材料，但是原理不变。 绝缘层通常是二氧化硅。

2、MOSFET是对称的，只有栅极是确定的，哪一端是源级，哪一端是漏极只有加载了电压才能确定。 对于NMOS来说，它靠电子导电，电子的“源泉”定义为源级。 所以电压低的一端是源级，电压高的一端是漏极。 (NMOS和PMOS的特点和区别下期详细介绍)

3、沟道中电荷数量不是均匀分布的，靠近源级的一端电荷数量多，靠近漏极的一端电荷数量少。

4、当栅极电压超过源级电压V_TH时，沟道中就聚集了足够多的电荷，只要源级和漏极有电压差，在电压的驱使下，这些电荷就能流动形成电流。

5、伏安特性曲线表达式：

① 当 V_GS<=V_TH时，称为截止区，源级与漏极不导电。

② 当 V_GS>V_TH && V_DS<=V_GS-V_TH时，源级和漏极之间导电，I_D即和V_GS有关，又和V_DS有关，称为三级区。 (数字电路通常工作在三级区，关注我，后面会慢慢讲到)

③ 当 V_GS>V_TH && V_DS>V_GS-V_TH时，源级和漏极之间导电，沟道中存在夹断效应，I_D只和V_GS有关(在不考虑沟道长度变化的情况下)，此时，MOSFET为一个受控电流源，受V_GS控制，此时称为饱和区。放大器都工作在这个状态，后面会慢慢讲讲CMOS放大器的所有特性。

本期结束，下期介绍NMOS和PMOS的区别和特性。