MOSFET-1-清华大学半导体物理与器件.pdfVIP

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2018-01-12 发布于浙江
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MOSFET-1-清华大学半导体物理与器件.pdf

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MOSFET 金属-氧化物-半导体场效应晶体管 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 1 1. MOSFET的基本工作原理纵向结构：金属-氧化层-半导体横向结构：源区-沟道区-漏区四端(4个电极)：漏极D (Drain) 栅极G (Gate) 源极S (Source) 衬底B (Bulk , Substrate) 几何参数：W、L和tOX 区域划分：有源区，场区 2 载流子运动方向：S →D 器件 V V DS BS 电压：V ，V ，V ，V nMOSFET ≥0 ≤0 G S D B 电流：ID ，IG ，IB pMOSFET ≤0 ≥0 p 3 4 1.1 电流- 电压关系推导理想长沟MOSFET基本的电流电压关系: V(y ) ——以源端为参考点的 V(y ) 沟道电势 V = V =0 B S 上图：强反型状态MOSFET的坐标系统 5 推导前提（基本假定）： (1) 衬底均匀掺杂，长、宽沟器件； (2) 反型层内载流子迁移率等于常数； (3) 忽略源、漏区体电阻及电极接触电阻上的电压降； (4) 强反型近似成立； (5) 沟道导通时漂移电流远大于扩散电流； ℰ ℰ (6) 缓变沟道近似(GCA) 成立； ∂ ∂y ∂ ∂x y x 沟道区横向电场保持恒定，沟道反型层和体电荷都只由垂直方向的电场强度来决定 (8) 忽略表面耗尽区电荷面密度QB （QD ）沿沟道电流流动方向（y 方向）的变化 6 MOSFET处于强反型状