mos管特性曲線(xiàn)、電流方程及參數詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-11-05
本文主要講N溝道增強型mos管特性曲線(xiàn)、電流方程及參數MOS管是金屬-氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管，簡(jiǎn)稱(chēng)金氧半場(chǎng)效晶體管。
一般是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導體(semiconductor)場(chǎng)效應晶體管，或者稱(chēng)是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source（源極）和drain（耗盡層）是可以對調的，他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個(gè)兩個(gè)區是一樣的，即使兩端對調也不會(huì )影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱(chēng)的。場(chǎng)效應管分為PMOS管和NMOS管，屬于絕緣柵場(chǎng)效應管。
（一）mos管特性曲線(xiàn)、電流方程
1、mos管特性曲線(xiàn)-輸出特性曲線(xiàn)：N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線(xiàn)如圖1(a)所示。與結型場(chǎng)效應管一樣,其輸出特性曲線(xiàn)也可分為可變電阻區、飽和區、截止區和擊穿區幾部分。
2、mos管特性曲線(xiàn)-轉移特性曲線(xiàn)：轉移特性曲線(xiàn)如圖1(b)所示,由于場(chǎng)效應管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(恒流區),此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉移特性曲線(xiàn)幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數值(vDS＞vGS-VT)后的一條轉移特性曲線(xiàn)代替飽和區的所有轉移特性曲線(xiàn)。
iD與vGS的近似關(guān)系
與結型場(chǎng)效應管相類(lèi)似。在飽和區內,iD與vGS的近似關(guān)系式為：
式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。
（二）參數
MOS管的主要參數與結型場(chǎng)效應管基本相同，只是增強型MOS管中不用夾斷電壓VP ，而用開(kāi)啟電壓VT表征管子的特性。
各類(lèi)FET的特性如下表所示：
（1）可變電阻區（也稱(chēng)非飽和區）
滿(mǎn)足Ucs》Ucs（th）（開(kāi)啟電壓），uDs《UGs-Ucs（th），為圖中預夾斷軌跡左邊的區域其溝道開(kāi)啟。在該區域UDs值較小，溝道電阻基本上僅受UGs控制。當uGs一定時(shí)，ip與uDs成線(xiàn)性關(guān)系，該區域近似為一組直線(xiàn)。這時(shí)場(chǎng)效管D、S間相當于一個(gè)受電壓UGS控制的可變電阻。
（2）恒流區（也稱(chēng)飽和區、放大區、有源區）
滿(mǎn)足Ucs≥Ucs（h）且Ubs≥UcsUssth），為圖中預夾斷軌跡右邊、但尚未擊穿的區域，在該區域內，當uGs一定時(shí)，ib幾乎不隨UDs而變化，呈恒流特性。i僅受UGs控制，這時(shí)場(chǎng)效應管D、S間相當于一個(gè)受電壓uGs控制的電流源。場(chǎng)效應管用于放大電路時(shí)，一般就工作在該區域，所以也稱(chēng)為放大區。
（3）夾斷區（也稱(chēng)截止區）
夾斷區（也稱(chēng)截止區）滿(mǎn)足ucs《Ues（th）為圖中靠近橫軸的區域，其溝道被全部夾斷，稱(chēng)為全夾斷，io=0，管子不工作。
（4）擊穿區位
擊穿區位于圖中右邊的區域。隨著(zhù)UDs的不斷增大，pn結因承受太大的反向電壓而擊穿，ip急劇增加。工作時(shí)應避免管子工作在擊穿區。
轉移特性曲線(xiàn)可以從輸出特性曲線(xiàn)。上用作圖的方法求得。例如在下圖（a）中作Ubs=6V的垂直線(xiàn)，將其與各條曲線(xiàn)的交點(diǎn)對應的i、Us值在ib- Uss 坐標中連成曲線(xiàn)，即得到轉移性曲線(xiàn)，如圖下（b）所示。
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