MOS管i-v特性_原创精品文档.pdfVIP

一、实验目的

分析mos晶体管i-v特性分析

二、实验要求

了解结型场效应管和MOS管的工作原理、特性曲线及主要参数

三、实验内容

1、MOS器件的结构介绍

2、MOS的工作原理

3、i-v特性曲线

图1原理图

1．特性曲线和电流方程

输出特性曲线

与结型场效应管一样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止

区和击穿区几部分。

转移特性曲线

转移特性曲线如图1(b)所示,由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和

区(恒流区),此时i几乎不随v而变化,即不同的v所对应的转移特性曲线几乎

DDSDS

是重合的,所以可用v大于某一数值(v＞v-V)后的一条转移特性曲线代替饱

DSDSGST

和区的所有转移特性曲线.

i与v的近似关系

DGS

与结型场效应管相类似。在饱和区内,i与v的近似关系式为

DGS

iI(vGS1)2(vGS＞VT)

DDOV

T

式中I是v=2V时的漏极电流i。

DOGSTD

2.参数

MOS管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型MOS管中不用

夹断电压V，而用开启电压V表征管子的特性。

PT

MOS管

1.基本结构

原因：制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正

离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此

即使v=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也

GS

能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v，就有电流i。

DSD

如果加上正的v，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道

GS

加宽，沟道电阻变小，i增大。反之v为负时，沟道中感应的电子减少，沟道

DGS

变窄，沟道电阻变大，i减小。当v负向增加到某一数值时，导电沟道消失，

DGS

i趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅－源电压称为夹断电

D

压，仍用V表示。与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断

P

电压V也为负值，但是，前者只能在v0的情况下工作。而后者在v=0，

PGSGS

v0，Vv0的情况下均能实现对iD的控制，而且仍能保持栅-源极间有很

GSPGS

大的绝缘电阻,使栅极电流为零。这是耗尽型MOS管的一个重要特点。图(b)、

(c)分别是N沟道和P沟道耗尽型MOS管的代表符号。

电流方程：在饱和区内，耗尽型MOS管的电流方程与结型场效应管的电流方程

相同，即

4.3.4各种场效应管特性比较

1，MOS管导通特性

导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。

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