MOS¹Ü£¨Metal-Oxide-Semiconductor field-effect transistor£©ÊÇÒ»ÖÖ³£¼ûµÄ°ëµ¼ÌåÆ÷¼þ£¬ËüÔÚÊý×ֵ緡¢Ä£Äâµç·¡¢¹¦Âʵç×ÓµÈÁìÓò¶¼Óй㷺µÄÓ¦Óᣱ¾ÎĽ«´ÓMOS¹ÜµÄ»ù±¾½á¹¹¡¢¹¤×÷ÔÀí¡¢²ÎÊýÌØÐԵȷ½Ãæ½²½âMOS¹ÜµÄ»ù´¡ÖªÊ¶¡£
Ò»¡¢MOS¹ÜµÄ»ù±¾½á¹¹
MOS¹ÜÊÇÓɽðÊô£¨Metal£©¡¢Ñõ»¯ÎOxide£©ºÍ°ëµ¼Ì壨Semiconductor£©Èý²¿·Ö×é³ÉµÄ¡£ÆäÖУ¬½ðÊô²¿·Ö±»ÓÃ×÷Õ¤¼«£¨Gate£©¡¢Ñõ»¯Îﲿ·Ö±»ÓÃ×÷¾øÔµ²ã£¨Gate Oxide£©£¬°ëµ¼Ì岿·ÖÔò±»ÓÃ×÷¹µµÀ£¨Channel£©ºÍԴ©¼«£¨Source/Drain£©¡£
MOS¹Ü¿ÉÒÔ·ÖΪÁ½ÖÖÀàÐÍ£ºNÐÍMOS£¨NMOS£©ºÍPÐÍMOS£¨PMOS£©¡£ÒÔNMOSΪÀý£¬Æä½á¹¹ÈçÏÂͼËùʾ£º
ÆäÖУ¬PÐÍ°ëµ¼ÌåΪ³Äµ×£¨Substrate£©£¬NÐÍ°ëµ¼ÌåÔò±»ÓÃ×÷¹µµÀ£¨Channel£©£¬½ðÊô²¿·ÖΪդ¼«£¨Gate£©£¬Ñõ»¯Îﲿ·ÖΪ¾øÔµ²ã£¨Gate Oxide£©£¬Á½¶Ë·Ö±ðΪԴ¼«£¨Source£©ºÍ©¼«£¨Drain£©¡£
N ¹µµÀMOS¹Ü³ÆΪNMOS£¬ÓÃÒÔÏ·ûºÅ±íʾ¡£
N ¹µµÀMOS¹Ü·ûºÅͼ
¸ù¾ÝMOS¹ÜµÄÄÚ²¿½á¹¹£¬Ôںľ¡ÐÍ MOS¹Ü ÖУ¬Õ¤¼« (G)¡¢Â©¼« (D) ºÍÔ´¼« (S) Òý½ÅÊÇÎïÀíÁ¬½ÓµÄ£¬¶øÔÚÔöǿģʽÏÂËüÃÇÊÇÎïÀí·ÖÀëµÄ£¬Õâ¾ÍÊÇΪʲôÔöǿģʽMOS¹ÜµÄ·ûºÅ³öÏÖË𻵡£
P¹µµÀMOS¹Ü³ÆΪPMOS£¬ÓÃÒÔÏ·ûºÅ±íʾ¡£
P ¹µµÀMOS¹Üµç··ûºÅͼ
µ±Õ¤¼«ÉÏÊ©¼ÓÕýµçѹʱ£¬Õ¤¼«ºÍ¹µµÀÖ®¼ä»áÐγÉÒ»¸öÕýµçºÉÇøÓò£¬Ê¹µÃ¹µµÀÄڵĵç×Ó±»Åų⣬´Ó¶øÐγÉÒ»¸öµç×Ó¿ÕѨ£¨hole£©¹µµÀ¡£µ±Ô´¼«Ê©¼Ó½ÏµÍµçѹ£¬Â©¼«Ê©¼Ó½Ï¸ßµçѹʱ£¬µç×Ó»á´ÓÔ´¼«Á÷Èë¹µµÀ£¬¾¹ý¹µµÀÁ÷È멼«¡£µ±¹µµÀÄڵĵç×ÓŨ¶È´ïµ½Ò»¶¨³Ì¶Èʱ£¬MOS¹Ü¾Í»á³öÏÖµ¼Í¨×´Ì¬£¬¿ÉÒÔʵÏÖÐźŷŴ󡢿ª¹Ø¿ØÖƵȹ¦ÄÜ¡£
¶þ¡¢MOS¹ÜµÄ¹¤×÷ÔÀí
MOS¹ÜµÄ¹¤×÷ÔÀí¿ÉÒÔ·ÖΪÈý¸ö½×¶Î£º½ØÖ¹Çø£¨Cut-off£©¡¢ÏßÐÔÇø£¨Linear£©ºÍ±¥ºÍÇø£¨Saturation£©¡£
µ±Õ¤¼«Ê©¼ÓÁãµçѹ»ò¸ºµçѹʱ£¬Õ¤¼«ºÍ¹µµÀÖ®¼äµÄµç³¡ºÜС£¬¹µµÀÄÚûÓеç×Ó¿ÕѨ£¬MOS¹Ü´¦ÓÚ½Øֹ״̬£¬´Ëʱ©¼«ºÍÔ´¼«Ö®¼äµÄµç×è·Ç³£´ó£¬¿ÉÒÔÊÓΪ¿ªÂ·×´Ì¬¡£
µ±Õ¤¼«Ê©¼ÓÕýµçѹʱ£¬Õ¤¼«ºÍ¹µµÀÖ®¼äµÄµç³¡ÔöÇ¿£¬¹µµÀÄÚ»áÐγÉÒ»¸öµç×Ó¿ÕѨ¹µµÀ¡£µ±Ô´¼«Ê©¼ÓÕýµçѹ£¬Â©¼«Ê©¼Ó½Ï¸ßµçѹʱ£¬µç×Ó´ÓÔ´¼«Á÷Èë¹µµÀ£¬¾¹ý¹µµÀÁ÷È멼«¡£´Ëʱ£¬MOS¹Ü´¦ÓÚÏßÐÔÇø£¬Â©¼«ºÍÔ´¼«Ö®¼äµÄµç×èËæ×ÅÕ¤¼«µçѹµÄÔö¼Ó¶øÖð½¥¼õС£¬¿ÉÒÔʵÏÖÐźŷŴóµÄ¹¦ÄÜ¡£Î¨ÑùÉ̳Ç×Ô½¨¸ßЧÖÇÄִܲ¢£¬ÓµÓÐ×ÔÓª¿â´æ³¬100,000ÖÖ£¬ÌṩһվʽÕýÆ·ÏÖ»õ²É¹º¡¢¸öÐÔ»¯½â¾ö·½°¸¡¢Ñ¡ÐÍÌæ´úµÈ¶àÔª »¯·þÎñ¡£
µ±Õ¤¼«Ê©¼ÓÕýµçѹÇÒ´ïµ½Ò»¶¨µçѹֵʱ£¬¹µµÀÄڵĵç×ÓŨ¶ÈÒѾ´ïµ½¼«ÏÞ£¬´ËʱMOS¹Ü´¦ÓÚ±¥ºÍÇø¡£ÔÚ±¥ºÍÇø£¬¹µµÀµç×輸ºõΪÁ㣬©¼«ºÍÔ´¼«Ö®¼äµÄµç×èÒ²·Ç³£Ð¡£¬¿ÉÒÔʵÏÖ¿ª¹Ø¿ØÖƵŦÄÜ¡£
Èý¡¢MOS¹ÜµÄ²ÎÊýÌØÐÔ
MOS¹Ü¾ßÓжàÖÖ²ÎÊýÌØÐÔ£¬ÆäÖÐ×îÖØÒªµÄ°üÀ¨Â©¼«µçÁ÷¡¢×ªÒƵ絼¡¢½ØÖ¹µçѹºÍ±¥ºÍµçѹµÈ¡£
©¼«µçÁ÷ÊÇÖ¸ÔÚMOS¹Ü¹¤×÷ʱ£¬´Ó©¼«Á÷³öµÄµçÁ÷¡£ÔÚ½ØÖ¹Çø£¬Â©¼«µçÁ÷·Ç³£Ð¡£¬¿ÉÒÔºöÂÔ²»¼Æ¡£ÔÚÏßÐÔÇøºÍ±¥ºÍÇø£¬Â©¼«µçÁ÷Ëæ×ÅÕ¤¼«µçѹºÍ©¼«Ô´¼«µçѹµÄ±ä»¯¶ø±ä»¯£¬Ò»°ã²ÉÓÃMOS¹ÜµÄÌØÐÔÇúÏßÀ´±íʾ¡£
תÒƵ絼ÊÇÖ¸ÔÚMOS¹Ü¹¤×÷ʱ£¬Â©¼«µçÁ÷ºÍÕ¤¼«µçѹ֮¼äµÄ¹Øϵ£¬Í¨³£Óõ¥Î»Ãæ»ýµÄ©¼«µçÁ÷±ä»¯Á¿³ýÒÔµ¥Î»Õ¤¼«µçѹ±ä»¯Á¿À´±íʾ¡£ÔÚÏßÐÔÇø£¬×ªÒƵ絼»ù±¾ÉÏÊÇÒ»¸ö³£Êý£¬¿ÉÒÔÓÃÀ´ÃèÊöMOS¹ÜµÄ·Å´óÌØÐÔ¡£
½ØÖ¹µçѹÊÇÖ¸µ±Õ¤¼«µçѹΪÁãʱ£¬MOS¹Ü´¦ÓÚ½Øֹ״̬ʱµÄ©¼«Ô´¼«µçѹ¡£½ØÖ¹µçѹÊÇMOS¹ÜµÄÒ»¸öÖØÒª²ÎÊý£¬Ëü¾ö¶¨ÁËMOS¹ÜµÄ½ØÖ¹ÌØÐÔºÍÊäÈëµç×è¡£
±¥ºÍµçѹÊÇÖ¸µ±MOS¹Ü´¦ÓÚ±¥ºÍ״̬ʱ£¬Â©¼«Ô´¼«µçѹµÄ×îСֵ¡£±¥ºÍµçѹÊÇMOS¹ÜµÄÁíÒ»¸öÖØÒª²ÎÊý£¬Ëü¾ö¶¨ÁËMOS¹ÜµÄ±¥ºÍÌØÐÔºÍÊä³öµç×è¡£
³ýÁËÉÏÊö²ÎÊýÌØÐÔÖ®Í⣬MOS¹Ü»¹¾ßÓÐÐí¶àÆäËûµÄ²ÎÊýÌØÐÔ£¬ÈçÊäÈëµçÈÝ¡¢Êä³öµçÈÝ¡¢½Øֹʱ¼ä¡¢ÉÏÉýʱ¼äºÍϽµÊ±¼äµÈ¡£ÕâЩ²ÎÊýÌØÐÔ¿ÉÒÔÓÃÀ´ÃèÊöMOS¹ÜµÄ¸ßƵÌØÐÔ¡¢Ê±ÓòÌØÐÔºÍÔëÉùÌØÐԵȡ£
ËÄ¡¢MOS¹ÜµÄÓ¦ÓÃ
MOS¹ÜÔÚÊý×ֵ緡¢Ä£Äâµç·¡¢¹¦Âʵç×ÓµÈÁìÓò¶¼Óй㷺µÄÓ¦Óá£
MOS¹ÜÔÚÊý×Öµç·Öг£ÓÃ×÷¿ª¹ØÆ÷¼þ£¬¿ÉÒÔʵÏÖÂß¼ÃÅ¡¢´æ´¢Æ÷µÈµç·¡£ÓÉÓÚMOS¹Ü¾ßÓиßÊäÈë×迹¡¢µÍ¹¦ºÄ¡¢¿ìËÙ¿ª¹ØËٶȵÈÓŵ㣬Òò´ËÔÚÊý×Öµç·ÖÐÓ¦Ó÷dz£¹ã·º¡£
MOS¹ÜÔÚÄ£Äâµç·Öг£ÓÃ×÷·Å´óÆ÷¼þ£¬¿ÉÒÔʵÏÖ·Å´ó¡¢Â˲¨¡¢Õñµ´µÈµç·¡£ÓÉÓÚMOS¹Ü¾ßÓиßÊäÈë×迹¡¢µÍÔëÉù¡¢µÍʧÕæµÈÓŵ㣬Òò´ËÔÚÄ£Äâµç·ÖÐÓ¦Ó÷dz£¹ã·º¡£
MOS¹ÜÔÚ¹¦Âʵç×ÓÖг£ÓÃ×÷¿ª¹ØÆ÷¼þ£¬¿ÉÒÔʵÏֱ任Æ÷¡¢Äæ±äÆ÷¡¢Ö±Á÷µçÔ´µÈµç·¡£ÓÉÓÚMOS¹Ü¾ßÓи߿ª¹ØËٶȡ¢µÍµ¼Í¨µç×è¡¢µÍ¿ª¹ØËðºÄµÈÓŵ㣬Òò´ËÔÚ¹¦Âʵç×ÓÖÐÓ¦Ó÷dz£¹ã·º£¬ÓÈÆäÊÊÓÃÓÚ¸ßƵ¡¢¸ßѹ¡¢¸ßεȿÁ¿Ì»·¾³ÏµÄÓ¦Óá£
Îå¡¢MOS¹ÜµÄ·¢Õ¹Ç÷ÊÆ
Ëæ×ŵç×Ó¼¼ÊõµÄ²»¶Ï·¢Õ¹£¬MOS¹ÜÒ²ÔÚ²»¶ÏµØ·¢Õ¹ºÍ¸Ä½ø¡£Î´À´£¬MOS¹ÜµÄ·¢Õ¹Ç÷ÊÆÖ÷Òª°üÀ¨ÒÔϼ¸¸ö·½Ã棺
δÀ´µÄMOS¹ÜÐèÒª¾ßÓиü¸ßµÄÐÔÄÜ£¬°üÀ¨¸ü¸ßµÄ¿ª¹ØËٶȡ¢¸üµÍµÄ¿ª¹ØËðºÄ¡¢¸ü¸ßµÄ¹¦ÂÊÃܶȡ¢¸üµÍµÄÔëÉùµÈ¡£ÕâÐèÒªÔÚ²ÄÁÏ¡¢¹¤ÒÕ¡¢½á¹¹µÈ·½Ãæ½øÐÐÈ«ÃæµÄ¸Ä½øºÍÓÅ»¯¡£
δÀ´µÄMOS¹ÜÐèÒª¾ßÓиü¸ßµÄ¼¯³É¶È£¬¿ÉÒÔʵÏÖ¸ü¸´Ôӵĵ緺͸üСµÄоƬ³ß´ç¡£ÕâÐèÒªÔÚ¹¤ÒÕ¡¢Éè¼Æ¡¢·â×°µÈ·½Ãæ½øÐÐÈ«ÃæµÄ¸Ä½øºÍÓÅ»¯£¬ÒÔÂú×ãµç×Ók8¿·¢ÌìÉúÓ®¼ÒÒ»´¥¼´·¢¶ÔÓÚ¸ßÐÔÄÜ¡¢Ð¡³ß´ç¡¢µÍ¹¦ºÄµÈÒªÇó¡£
δÀ´µÄMOS¹ÜÐèÒª¾ßÓиü¶àµÄ¹¦ÄÜ£¬¿ÉÒÔʵÏÖ¸ü¶àµÄÓ¦Óó¡¾°ºÍ¸ü¶àµÄÓ¦ÓÃÐèÇó¡£ÀýÈ磬ÔÚÊý×Öµç·ÖпÉÒÔʵÏÖ¸ü¸´ÔÓµÄÂß¼¡¢¸ü¸ßµÄËٶȺ͸üµÍµÄ¹¦ºÄ£»ÔÚÄ£Äâµç·ÖпÉÒÔʵÏÖ¸ü¸ßµÄÔöÒæ¡¢¸üµÍµÄÔëÉùºÍ¸ü¹ãµÄƵ´ø£»ÔÚ¹¦Âʵç×ÓÖпÉÒÔʵÏÖ¸ü¸ßµÄµçѹ¡¢¸ü´óµÄ¹¦Âʺ͸ü¸ßµÄЧÂÊ¡£
δÀ´µÄMOS¹ÜÐèÒª¾ßÓиü¶àµÄ²ã´Î½á¹¹£¬¿ÉÒÔʵÏÖ¸ü¸ßµÄÁé»îÐԺ͸ü¶àµÄÓ¦Óó¡¾°¡£ÀýÈ磬¿ÉÒÔʵÏÖÈýά¶Ñµþ½á¹¹£¬¿ÉÒÔÔÚͬһоƬÉÏʵÏÖ²»Í¬ÀàÐ͵ÄMOS¹ÜºÍÆäËûÆ÷¼þ£¬ÒÔ¸üºÃµØÂú×㲻ͬµÄÓ¦ÓÃÐèÇó¡£
MOS¹Ü×÷ΪһÖÖÖØÒªµÄ°ëµ¼ÌåÆ÷¼þ£¬ÔÚµç×Ó¼¼ÊõÁìÓòÖоßÓй㷺µÄÓ¦ÓÃÇ°¾°¡£Î´À´£¬Ëæ×ŵç×ÓÐÐÒµµÄ²»¶Ï·¢Õ¹ºÍ¼¼ÊõµÄ²»¶Ï½ø²½£¬MOS¹Ü½«¼ÌÐø·¢Õ¹ºÍ¸Ä½ø£¬²»¶ÏÂú×ã¸÷ÖÖÓ¦Óó¡¾°ºÍÓ¦ÓÃÐèÇó¡£