.3.1 MOS管的开关特性.pptVIP

* 3.3 CMOS门电路 §3.3.1 MOS管的开关特性 在CMOS集成电路中，以金属－氧化物－半导体场效应管（MOS管)作为开关器件。 一、MOS管的结构和工作原理 P N N G S D 金属铝 两个N区 SiO2绝缘层 P型衬底 导电沟道 G S D N沟道增强型 源极 栅极 漏极 vGS=0时 P N N G S D vGS vDS iD=0 D、S间相当于两个背靠背的PN结 S D B 不论D、S间有无电压，均无法导通，不能导电。 P N N G S D VDS VGS vGS0时 vGS足够大时（vGSVGS(th)），形成电场G—B,把衬底中的电子吸引到上表面，除复合外，剩余的电子在上表面形成了N型层（反型层）为D、S间的导通提供了通道。 VGS(th)称为阈值电压(开启电压） 源极与衬底接在一起 N沟道 可以通过改变vGS的大小来控制iD的大小。 二、MOS管的输入、输出特性 对于共源极接法的电路，栅极和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离，所以栅极电流为零。 输出特性曲线 （漏极特性曲线） 夹断区（截止区） 用途：做无触点的、断开状态的电子开关。 条件：整个沟道都夹断 特点： 可变电阻区 特点:(1)当vGS 为定值时,iD 是 vDS 的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻，且其阻值受 vGS 控制。 （2）管压降vDS 很小。 用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。 条件：源端与漏端沟道都不夹断 恒流区： (又称饱和区或放大区） 特点:(1)受控性： 输入电压vGS控制输出电流 (2)恒流性：输出电流iD 基本上不受输出电压vDS的影响。 条件:(1)源端沟道未夹断 (2)漏端沟道予夹断 用途:可做放大器和恒流源。 三、MOS管的基本开关电路 当vI=vGSVGS(th)时，MOS管工作在截止区。D-S间相当于断开的开关，vO≈vDD.