IC版图设计第一章详解.ppt

* MOS管为四端器件，源极、漏极，栅极，衬底四个电极 * * 1、当源栅电压VGS或其绝对值大于阈值电压时，器件开始导通 2、栅极上加上正电压，则MOS器件中存在电场，方向从栅极指向体区，使得多子空穴被驱离体区表面，形成耗尽层。偏压进一步增加，少子电子被拉至体区表面。形成反型的硅层。导电沟道。栅电压继续增强，更多电子在体区表面积累，沟道反型加剧。 * * 电流电压特性 * 此时源漏电压较低，MOS管表现出类似电阻的特性。源漏电流随着源漏电压线性增加。 * （5）击穿特性——曲线BC段 当UDS 达到或超过漏端PN结反向击穿电压时，漏端PN结发生反向击穿； MOSFET的分类 根据导电沟道的起因和沟道载流子的类别可分成4种 ; 1、N沟道和P沟道MOS场效应晶体管 加上漏-源偏压后，输运电流的电子从源端流向漏端。 导电载流子是N型导电沟道中的电子; 漏-源偏压为正，相当于NPN晶体管的集电极偏压； 制作在P型衬底上，漏-源区为重掺杂N+区； N沟道MOS场效应晶体管 栅极施加负压时，表面出现强反型而形成P型导电沟道； 传输电流的导电载流子是空穴； 在漏-源电压作用下，空穴经过P型沟道从源端流向漏端； 制作在N型衬底上，漏-源区为重掺杂P+区 漏-源偏压为负，相当于PNP晶体管的集电极偏置电压； P沟道MOS场效应晶体管 增强型和耗尽型 按零栅压时(UGS＝0 ), 是否存在导电沟道来划分； UGS = 0时，不存在导电沟道，漏源间被背靠背的PN结二极管隔离，即使加上漏源电压，也不存在电流，器件处于“正常截止状态”； 增强型器件 当衬底杂质浓度低, 而SiO2层中的表面态电荷密度又较大，在零栅压时，表面就会形成反型导电沟道，器件处于导通状态; 要使沟道消失，必须施加一定的反向栅压，称为阈值电压(夹断电压)； 二者的差别：在于耗尽型管的二氧化硅绝缘层中掺有大量的碱金属正离子(如Na++或K++)，会感应出大量的电子。 耗尽型器件 电路中的电学符号 类 型 衬底 漏源区 沟道载流子 漏源电压 阈值电压 N沟 增强型 P N+ 电子 正 UT 0 耗尽型 UT 0 P沟 增强型 N P+ 空穴 负 UT 0 耗尽型 UT 0 * * * 在耗尽区中正负离子形成了一个电场ε，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区的。这个电场一方面阻止扩散运动的继续进行，另一方面，将产生漂移运动，即进入空间电荷区的空穴在内建电场ε作用下向P区漂移，自由电子向N区漂移。漂移运动和扩散运动方向相反。动态平衡时，扩散电流和漂移电流大小相等、方向相反，流过PN结的总电流为零。 * * * * * * 高反偏的PN结势垒区电场很强，载流子将获得很大的动能，发生碰撞激发出新的电子-空穴对，新的电子-空穴对在强电场作用下，又会产生新的载流子。。。 1、就像存在两个电极，一个吸引电子，一个吸引空穴 * * * * 发射极上的箭头表明了发射极－基极结正向偏置情况下电流的流向 * * * * * * * * * * * * * 2.晶体管的三个区 一、晶体管结构简介 2.晶体管有三个区: N集电区 N P基区 e发射极 b 基极 c 集电极 发射区 管芯结构剖面图 基区(P):很薄,空穴浓度较小——引出基极b. 发射区(N):与基区的接触面较小——引出发射极e. 集电区(N):与基区的接触面较大——引出集电极c. 1.晶体管一般有NPN和PNP两种结构 以NPN型晶体管为例。 双极型晶体管(BJT) 发射极的电路符号 一、晶体管结构简介 基区(P):很薄,空穴浓度较小——引出基极b. 发射区(N):与基区的接触面较小——引出发射极e. 集电区(N):与基区的接触面较大——引出集电极c. 1.晶体管一般有NPN和PNP两种结构 注意：发射极的符号带箭头。 PNP型 E C B E C B NPN型 双极型晶体管电路符号 2.晶体管有三个区: 双极型晶体管(BJT) 双极型晶体管(BJT) 3.晶体管的两个PN结 一、晶体管结构简介 1.晶体管一般有NPN和PNP两种结构 PNP型 E C B E C B NPN型 双极型晶体管电路符号 NPN与PNP管具有几乎等同的特性，只不过各电极端的电压极性和电流流向不同而已。 2.晶体管有三个区: 很显然 ， 三极管有两个 PN结，发射区与基区间的称为发射结，集电区与基区间的叫集电结。 双极型晶体管(BJT) 二、晶体管的电流分配和放大作用1.晶体管正常工作时各极电压的连接及作用 N N P 空穴 电子 e c