n沟道mos管的导通特性以及工作原理

一、什么是n沟道mos管

    NMOS英文全称为N-Metal-Oxide-Semiconductor。 意思为N型金属-氧化物-半导体，而拥有这种结构的晶体管我们称之为NMOS晶体管。 MOS晶体管有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路，由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路，由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路，即CMOS电路。

二、n沟道mos管的导通特性

    NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。

三、n沟道mos管的结构

    在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底（提供大量可以动空穴）上，制作两个高掺杂浓度的N+区(N+区域中有大量为电流流动提供自由电子的电子源)，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极D和源极S。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极（通常是多晶硅），作为栅极G。在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)

    它的栅极与其它电极间是绝缘的。

    图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图(c)所示。

四、n沟道mos管的工作原理

    （1）VGS=0时，不管VDS极性如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电沟道。

    VGS=0，ID=0

    VGS必须大于0

    管子才能工作。

    （2）VGS》0时，在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场，排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通，形成导电沟道。

    VGS》0→g吸引电子→反型层→导电沟道

    VGS↑→反型层变厚→VDS↑→ID↑

    （3）VGS≥VT时而VDS较小时：

    VDS↑→ID↑

    VT：开启电压，在VDS作

    用下开始导电时的VGS°

    VT=VGS—VDS

    （4）VGS》0且VDS增大到一定值后，靠近漏极的沟道被夹断，形成夹断区。

    VDS↑→ID不变

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