浅识MOSFET学习内容一、MOSFET的基本结构二、MOSFET的基本工作原理一、MOSFET的基本结构1.1 放大器的基本作用①信号放大提高电压、电流或功率的幅度例如电压增益AvUoUiA_v \frac{U_o}{U_i}Av​Ui​Uo​​、电流增益AiIoIiA_i \frac{I_o}{I_i}Ai​Ii​Io​​、功率增益ApPoPiA_p \frac{P_o}{P_i}Ap​Pi​Po​​②驱动负载把传感器、麦克风、天线等产生的微弱信号放大到足够大以驱动扬声器、继电器、电机、发射天线或后级电路。③阻抗变换与缓冲放大器常具有高输入阻抗、低输出阻抗可减少对前级信号源的负载效应并增强带动后级负载的能力。④保持信号特征在线性放大范围内输出波形应与输入波形基本一致只是幅度变大实际中会引入一定失真、噪声和频率限制。⑤实现信号处理与控制在通信、音频、测量、自动控制等系统中放大器是核心单元用于接收微弱信号、放大后处理、传输或反馈控制。简单说放大器的基本作用就是“以小控大”把微弱电信号放大成足够强的电信号以便后续处理或驱动负载。1.2 MOSFET如何形成通道做一个简单实验来讲述MOSFET的沟道形成如下图所示是一块极板和P型衬底被中间一块绝缘体隔开这样就形成了类似电容的器件。在极板上端和衬底下端链接V1V_1V1​电源通过控制V1V_1V1​来调节P型衬底上端的自由电子密度极板与衬底间的间距为toxt_{ox}tox​。①根据公式QC∗V1QC*V_1QC∗V1​情况一当V1V_1V1​增大时P型衬底表面的自由电子量增多则电子密度Q增大情况二当toxt_{ox}tox​减小时电容C增大则电子密度Q增大②当P-Type衬底两端施加电压V2V_2V2​时增大V1V_1V1​则电子密度Q增大AB两端的阻抗RABR_{AB}RAB​减小在V2V_2V2​不变的情况下IABI_{AB}IAB​增大。1、MOS开关栅极为开关的信号。2、MOSFET结构NMOS剖面图3、MOSFET为一个四端器件由于N、P FETS需要共用一个晶圆所以共用在P衬底上在P型衬底上做N阱制作PMOS。4、对于NMOS而言由于工作器件n必须与P衬底形成反偏所以一般接在系统的最低电压。5、深n阱工艺是用来制造不同衬底电压的NMOS器件而言的。2.2 MOS的I-V特性NMOS:gm:(NMOS饱和区)三种gm对应的是不同变量而言不能单一的看一种变量来谈论三种gm的变化趋势。2.3 二级效应1、体效应由于衬底电压小于源端电压使得耗尽层增大Vth变大也就是导通电压变大从公式中也可以推导出来。2、沟道长度调制效应在饱和区中随着VDS的增大沟道长度L减小导通电流增大。3、亚阈值导电性在分析MOSFET时一般都假设当VGS下降到低于VTH时器件会突然关断。时间上VGS接近于VTH时一个“弱”的反省层仍然存在并有一些源漏电流。甚至当VGSVTHID也并非是无限小而是与VGS呈现指数关系。这种效应称作“亚阈值导电”。学习目标第三章内容学习学习单级放大器学习内容3.3共源极3.3.1 采用电阻作负载的共源级3.3.2 采用二极管连接型器件作负载的共源级3.3.3 采用电流源作负载的共源级3.3.4 有源负载的共源级3.3.5 工作在线性区的MOS为负载的共源级3.3.6 带源极负反馈的共源级3.4 源跟随器3.5 共栅级3.6 共源共栅级学习时间周一至周日早上 800—1000