mos是多子還是少子,mos為什么是多子器件？-KIA MOS管

mos為什么是多子器件

MOS管是單載流子（“多數載流子”）參與導電的器件，是單極型晶體管。

在MOSFET中，當施加適當的電壓時(shí)，多數載流子（電子或空穴，取決于半導體類(lèi)型）在半導體表面形成反型層，從而允許電流流動(dòng)。因此，MOSFET是多子器件。

什么是多子（多數載流子），什么是少子（少數載流子）

對于本征半導體來(lái)說(shuō)，是純度非常高（99.9999999%，9個(gè)9）的單晶半導體，其電子很難從共價(jià)鍵中逃脫出來(lái)，以至于在絕對零度條件下完全不能導電。但是在室溫環(huán)境下，會(huì )有少量電子會(huì )從共價(jià)鍵中脫離出來(lái)形成“自由電子”，而該共價(jià)鍵由于少了一個(gè)電子會(huì )形成了“空穴”。

所以對于半導體來(lái)說(shuō)，“自由電子”和“空穴”便是載流子。

正是由于載流子的存在，本征半導體才有了“半”導電性，載流子濃度的多少，決定了材料的導電性能。

然而本征半導體對我們來(lái)說(shuō)并沒(méi)有用：本征半導體 “自由電子”數量非常非常少（硅電子/空穴濃度：101? cm?3，體電阻率約為10?Ω·cm），以至于其導電性能非常之差；我們要讓半導體變的有用，首先得提升它的的導電性能：摻入特定雜質(zhì)，讓它成為雜質(zhì)半導體；有兩個(gè)方法來(lái)提升半導體的導電性能，從導電性能角度來(lái)說(shuō)效果是完全一樣的。

1. N型半導體：摻入5價(jià)雜質(zhì)元素（磷、砷）的半導體；5價(jià)雜質(zhì)原子與4價(jià)硅原子結合成共價(jià)鍵（8個(gè)電子），那必然會(huì )多余1個(gè)“電子”無(wú)共價(jià)鍵束縛，形成“自由電子”，而雜質(zhì)原子因帶正電荷成為正離子；

N性半導體的“自由電子”便是多子，而“空穴”則是少子。

2. P型半導體：參入3價(jià)雜質(zhì)元素（硼、鎵）的半導體；3價(jià)雜質(zhì)原子與4價(jià)硅原子結合成共價(jià)鍵（需要8個(gè)電子），缺了1個(gè)價(jià)電子，在共價(jià)鍵中留下1個(gè)空穴；空穴很容易捕獲電子使雜質(zhì)原子成為負離子；

P型半導體的“空穴”便是多子，而“自由電子”則是少子。

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MOS管結構原理：

以N-MOS為例，a：P型半導體做襯底;b：上邊擴散兩個(gè)N型區，c：覆蓋SiO2絕緣層;在N區上腐蝕兩個(gè)孔，然后金屬化的方法在絕緣層和兩個(gè)孔內做成三個(gè)電極：G(柵極)、D(漏極)、S(源極)。

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工作原理：

一般襯底和源極短接在一起，Vds加正電壓，Vgs=0時(shí)，PN結反偏，沒(méi)有電流，Vgs加正電壓，P襯底上方感應出負電荷，與P襯底的多子(空穴)極性相反，被稱(chēng)為反型層，并把漏源極N型區連接起來(lái)形成導電溝道，當Vgs比較小時(shí)，負電荷與空穴中和，仍無(wú)法導電，當Vgs超過(guò)導通閾值后，感應的負電荷把N型區連接起來(lái)形成N溝道，開(kāi)始導電。Vgs繼續增大，溝道擴大電阻降低，從而電流增大。

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