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解析N沟道MOS管-反型层被夹断-为什么还可以导电

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2020-07-03 浏览:-

解析N沟道MOS管-反型层被夹断-为什么还可以导电

很多教科书混淆了“夹断”和“预夹断”,这里以耗尽型场效应管为例进行讨论,无论是N沟道结型场效应管(JFET)还是N沟道耗尽型MOS场效应管(MOSFET),在栅—源电压VGS一定(对于耗尽型管子初始值一般是零,即栅—源短接)的情况下,随着漏—源电压VDS的升高,当栅—漏电压绝对值|VGD|大于夹断电压绝对值(|VP|或者|VGS(off)|)之后,此时靠近漏极或者漏极区域的位置出现一个“预夹断区域”,可以粗略理解为导电沟道变成一条狭缝了,但载流子仍然可以通过这条狭缝,预夹断区域的出现只表示VDS再升高,ID也不会升高了,如果此时VGS=0,ID就称为IDSS(饱和漏源电流)。出现预夹断区域后,场效应管的工作状态就进入了“饱和区”,其实这个“饱和区”也可以叫做“预夹断区”,此时场效应管基本等效于恒流源,也就是进入了线性放大状态。

此时如果再减小栅—源电压VGS,甚至在栅—源间加负压,狭长的导电沟道就会进一步拉长,载流子通过越来越困难,ID减小(场效应管变成了受控的恒流源,即起到线性放大作用),当ID减小到一个很小的值时,称为沟道夹断,此时的夹断是完全夹断(可粗略理解为狭缝从漏极区域向源极区域方向一直拉长延伸,直到接近源极区域了),不同于刚才提到的预夹断,定义此时的栅—源电压为管子手册上的夹断电压VGS(off),通常为负值,一般管子手册上的夹断电压参数就是这样测量出来的,这样测得的夹断电压,其绝对值等于进入预夹断状态时栅—漏电压绝对值|VGD|,但管子工作状态并不相同,测量夹断电压时管子是工作于完全夹断状态的,进入饱和区或者预夹断区时管子仅工作于预夹断状态,从预夹断到完全夹断,是受到栅—源电压VGS控制的。

对于增强型场效应管,以N沟道增强型MOS场效应管为例,VGS=0时不存在导电沟道,当VGS>0时,导电沟道开始出现,定义VDS固定,ID达到预定电流时的VGS为管子手册上的开启电压VTH或者VGS(on),管子开启后,如果进一步升高VDS,导电沟道越来越“倾斜”,VDS上升到一定值后,靠近漏极区域的导电沟道出现预夹断区域,变成狭缝,此时也只表示VDS进一步上升ID也不再上升,预夹断并不代表ID=0。

N沟道MOS管

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