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MOS管结构

2014-12-31 09:01| 发布者: lfcx| 查看: 287| 评论: 0

摘要: 下图是一个NMOS管的简化结构图。器件制作在P型衬底(衬底有三种称呼:Substrate、Bulk、Body)上,两个重掺杂的n区形成源极和漏极,重掺杂的多晶硅(Poly-silicon)作为栅极,一层薄SiO2使栅与衬底隔离。器件的有效 ...

 下图是一个NMOS管的简化结构图。器件制作在P型衬底(衬底有三种称呼:Substrate、Bulk、Body)上,两个重掺杂的n区形成源极和漏极,重掺杂的多晶硅(Poly-silicon)作为栅极,一层薄SiO2使栅与衬底隔离。器件的有效作用就发生在栅氧下的衬底区域。

    图中所示P和N表示这是P型区域和N型区域。+和-表示掺杂的浓度是高和低。

    

    NMOS管立体示意图

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    在确定的器件制造工艺下,MOS管的工作特性取决于其器件尺寸。MOS管的尺寸包括沟道长度L和沟道宽度W。L是漏源方向上栅的尺寸,W是与L垂直方向上栅的尺寸。

    MOS器件结构中的漏极和源极是对称的,即源极可以变换为漏极,漏极可以变换为源极。我们定义漏极和源极的意义是:源极定义为提供载流子(NMOS器件的载流子为电子)的终端;漏极定义为收集载流子的终端。

    标准P衬N阱工艺下MOS管的结构如下图所示。NMOS管制做在P型衬底上,而PMOS管做在一个局部的衬底上,这个局部的衬底叫“N阱”(N Well)。

    NMOS管和PMOS管能正常工作的前提是NMOS管的P型衬底和PMOS管的N型局部衬底形成的PN结不导通,这要求P型衬底接低电位,而N型局部衬底接相对较高的电位。

    

    标准P衬N阱工艺下MOS管结构

    对于这种P衬N阱的结构,所有NMOS管只能共用一个衬底,而PMOS管可以选择各自不同的阱。从而所有NMOS管的衬底电位必须相同,而PMOS管的衬底电位可以不同。

    在今后的学习中,我们采用如下的NMOS和PMOS管符号表示方法。如果衬底端口没有明确的画出,对NMOS(PMOS)器件而言,衬底连接到最负(正)电源端口。(a)用于衬底不接最负(正)电源端口的情况;(b)用于衬底接最负(正)电源端口的最一般的情况,(c)是(b)的简化画法。

    

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    MOS管符号图


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