MOS场效应晶体管
- 格式:ppt
- 大小:780.50 KB
- 文档页数:71
MOS晶体管MOS晶体管的概念金属-氧化层-半导体-场效晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。
MOSFET依照其“通道”的极性不同,可分为n-type与p-type的MOSFET,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
这个名称前半部分说明了它的结构,后半部分说明了它的工作原理。
从纵向看,MOS晶体管是由栅电极、栅绝缘层和半导体衬底构成的一个三明治结构;从水平方向看,MOS晶体管由源区、沟道区和漏区3个区域构成,沟道区和硅衬底相通,也叫做MOS 晶体管的体区。
一个MOS晶体管有4个引出端:栅极、源极、漏极和体端即衬底。
由于栅极通过二氧化硅绝缘层和其他区域隔离,MOS晶体管又叫做绝缘场效应晶体管。
MOS晶体管还因为其温度稳定性好、集成化时工艺简单,而广泛用于大规模和超大规模集成电路中。
MOS管有N沟道和P沟道两类,但每一类又分为增强型和耗尽型两种,因此MOS管的四种类型为:N沟道增强型管、N沟道耗尽型管,P沟道增强型管和P沟道耗尽型管。
凡栅-源电压U GS为零时漏极电流也为零的管子均属于增强型管,凡栅-源电压U GS为零时漏极电流不为零的管子均属于耗尽型管。
MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC。
MOS器件基于表面感应的原理,是利用垂直的栅压V GS实现对水平I DS的控制。
它是多子(多数载流子)器件。
用跨导描述其放大能力。
MOSFET晶体管的截面图如图1所示在图中,S=Source,G=Gate,D=Drain。
MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)具有多种功能,主要包括放大器、电子开关、时钟电路和射频放大器等。
放大器:MOS管可以放大模拟电信号,例如音频信号,使得音乐声音更加清晰、有力。
电子开关:MOS管可以作为电子开关,在电路中开启或关闭电路,从而实现电路的控制。
时钟电路:MOS管可用于制作时钟电路,例如计数器、时序电路等。
可以对输入信号进行处理,从而实现时钟信号的发生和计数。
射频放大器:MOS管可以作为射频放大器,放大无线电信号,从而增强信号的传输距离和质量。
转换数字电信号:MOS管可以将输入的模拟电信号转换成数字电信号或将数字电信号转换回模拟电信号。
在实际应用中,MOS管的多种功能使其在许多领域中得到广泛应用,例如音频放大、电源管理、通信等。
MOS场效应管MOS晶体管金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管,有P型MOS管和N型MOS管之分。
MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-ICMOSFET的结构MOSFET是Metal-Oxide-Silicon Field Effect Transistor的英文缩写,平面型器件结构,按照导电沟道的不同可以分为NMOS和PMOS器件。
MOS器件基于表面感应的原理,是利用垂直的栅压VGS实现对水平IDS的控制。
它是多子(多数载流子)器件。
用跨导描述其放大能力。
MOSFET晶体管的截面图如图1所示在图中,S=Source,G=Gate,D=Drain。
NMOS和PMOS在结构上完全相像,所不同的是衬底和源漏的掺杂类型。
简单地说,NMOS是在P型硅的衬底上,通过选择掺杂形成N 型的掺杂区,作为NMOS的源漏区;PMOS是在N型硅的衬底上,通过选择掺杂形成P型的掺杂区,作为PMOS的源漏区。
如图所示,两块源漏掺杂区之间的距离称为沟道长度L,而垂直于沟道长度的有效源漏区尺寸称为沟道宽度W。
对于这种简单的结构,器件源漏是完全对称的,只有在应用中根据源漏电流的流向才能最后确认具体的源和漏。
器件的栅电极是具有一定电阻率的多晶硅材料,这也是硅栅MOS器件的命名根据。
在多晶硅栅与衬底之间是一层很薄的优质二氧化硅,它是绝缘介质,用于绝缘两个导电层:多晶硅栅和硅衬底,从结构上看,多晶硅栅-二氧化硅介质-掺杂硅衬底(Poly-Si--SiO2--Si)形成了一个典型的平板电容器,通过对栅电极施加一定极性的电荷,就必然地在硅衬底上感应等量的异种电荷。
这样的平板电容器的电荷作用方式正是MOS器件工作的基础。
MOS管的模型MOS管的等效电路模型及寄生参数如图2所示。
图2中各部分的物理意义为:(1)LG和RG代表封装端到实际的栅极线路的电感和电阻。
mos管工艺流程MOS管(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的场效应晶体管,广泛应用于集成电路中。
MOS管的制造需要经过一系列的工艺流程,下面将详细介绍MOS管的制造流程。
首先,制作MOS管的第一步是准备硅基片。
硅基片是制造集成电路的基础材料。
它通过切割硅单晶材料得到,然后经过多次的研磨和抛光,使得硅基片表面光洁平整。
接下来,将硅基片进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。
清洗过程中使用一系列溶液和超声波来清洗硅基片。
清洗后,硅基片需要进行干燥,以确保表面干净无尘。
然后,在硅基片上生长一层绝缘层。
绝缘层可以是氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4),它起到隔离和保护MOS管的作用。
生长绝缘层的方法有热氧化和化学气相沉积(CVD)。
热氧化是将硅基片放入高温氧气中,使硅表面与氧气反应生成氧化硅。
化学气相沉积则是通过化学反应在硅表面沉积氮化硅。
接下来是制作栅极。
首先,在绝缘层上涂覆一层光刻胶,然后使用曝光设备将光刻胶曝光。
曝光后,用显影液去除未曝光的光刻胶,形成栅极的图案。
然后,将栅极材料(通常是多晶硅或金属)沉积在图案上,形成栅极。
然后是离子注入。
离子注入是将掺杂物注入硅基片中,以改变硅基片的导电性能。
掺杂物可以是硼(B)或磷(P),硼用于形成P型区,而磷用于形成N型区。
注入时,利用离子注入设备将掺杂物离子加速并注入硅基片,形成掺杂层。
接下来是退火步骤。
退火是将硅基片加热到高温,以恢复掺杂区的结构,并消除离子注入中的缺陷。
退火还帮助栅极材料与硅基片结合更牢固。
最后是接触孔刻蚀和金属沉积。
这一步是将接触孔刻蚀在绝缘层上,并在接触孔中沉积金属,以形成电极。
接触孔的刻蚀可以使用干法刻蚀或湿法刻蚀,金属的沉积可以使用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)。
通过以上工艺流程,MOS管的制造完成。
最后,还需要进行电气测试和封装等步骤,以确保MOS管的质量和可靠性。
总之,MOS管制造的流程复杂且涉及多个步骤,每个步骤都需要精确控制和严格的质量检测。
电子管,晶体管,三极管,场效应管,MOS以及CMOS的区别和联系
电子管:一种在气密性封闭容器中产生电流传导,利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振
荡的电子器件,常用于早期电子产品中。
晶体管(transistor):一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常
之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
电子管与晶体管代表了电子元器件发展过程中的两个阶段:电子管——晶体管——集成电路。
电子管可分为电子二极管,电子三极管等,晶体管也分为半导体二极管,半导体三极管等。
三极管:半导体三极管的简称,是一种电流控制型半导体器件,由多子和少子同时参与导电,也称双极型
晶体管(BJT)或晶体三极管。
场效应管(FET):Field Effect Transistor,一种电压控制型半导体器件,由多数载流子参与导电,也称为单极
型晶体管。
MOS:场效应管的一种。
CMOS:互补金属氧化物半导体,是一种类似MOS管设计结构的多MOS结构组成的电路,是一种由无数
电子元件组成的储存介质。
mos场效应晶体管
Mos场效应晶体管是一种由晶体管和一组极性电极组成的可控制的电晶体元件,它的构造有着三个基本构元:主要是活塞片,源极和漏极。
Mos场效应晶体管是半导体电子器件中的重要一部分,它由两个栅极桥式构成,由垂直排列的源极,漏极,活塞片和双栅极构成,通过改变活塞片的位移来改变电路参数,以实现对电路的控制,是工业等领域应用十分广泛的半导体元件。
它具有较低的截止电压,低风险,高稳定性,低功耗,高可靠性等优点,适用于低功耗、放大、抑制、调节等电路应用。