场效应管及MOS模拟集成电路基础

大规模集成电路第3章MOS集成电路器件基础-63页PPT精选文档

VALDSID /SVDS
L(dXd )1 dVDS
定义沟道长度调制系数： 1/VA
Leff Ld dV XD dSVDSL(1VDS)
1 Leff
11(VVDDSS)2

1 L
∵VDS<<1，忽略上式的二次项：
1 Leff

(1VDS
)
1 L
∴得到：
ID SK 2' W L(VG SVTN)2(1VD S)
O
uDS
沟道调制系数λ=1/UA
对于典型的0.5 μm工艺的MOS管，忽
略沟道调制效应，其主要参数如表所示。
表 3 - 1 0.5 μm工艺MOS管的典型参数
假定有一NMOS管， W=3 μm, L=2 μm, 在
恒流区则有:
U GS 2V
ID

K W 2 L
(U
小变大，沟道将发生变化。
ID
若UDS=UGS-UTH , 则沟道在漏
区边界上被夹断，因此该点电压称为预夹断电压。
在此点之前，即 UDS<UGSU时TUH D，S管增子大工，作ID在有线明性显区的，增大此。O
在预夹断点之后，即源区(N＋ )
UDS>UGS-UTH ，管子工作在恒流区，此时UDS增大，大
部分电压降在夹断区，对沟
反型层源区 (N ＋ )
道电场影响不大，因此电流
增大很小。
源区 (N ＋ )

线性区饱和区(恒流区) UGS ＝ 5 V
UGS ＝ 2.5 V UGS ＝ 1.5 V
漏区 (N ＋ ) 电流

模拟电子技术基础(第2版)

模拟电子技术基础（第2版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
初学者
题
电子技术
表达
半导体
宗旨
方法
第版
电路
集成电路电路
基础
基础
小结
第章
习题
集成
放大器
应用
内容摘要
内容摘要
本书以“讲透基本原理，打好电路基础，面向集成电路”为宗旨，避免复杂的数学推导，强调物理概念和晶体管器件模型的描述，加强了场效应管（尤其是MOS场效应管）的电路分析，充分重视集成电路的教学。在若干知识点的阐述上，教材有自己的个性特色，并在内容取舍、编排以及文字表达等方面都期望解决初学者的入门难的问题。另外为了帮助初学者更好的学习本书，对所述的基本电路利用EWB的电路设计软件进行了电路仿真，同时还配有CAI的教学软件。
8.5线性稳压电路 8.6开关型稳压电源
本章小结思考题与习题8
9.1电流模式电路的一般概念
9.2跨导线性的基本概念
9.3电流传输器 9.4跨导运算放大器
本章小结
思考题与习题9
作者介绍
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读书笔记
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这是《模拟电子技术基础（第2版）》的读书笔记模板，可以替换为自己的心得。
目录分析
1.2 PN结
1.1半导体基础知识
1.3晶体二极管及其应用
本章小结
思考题与习题1
2.2结型场效应管
2.1双极型晶体三极管
2.3金属-氧化物半导体场效应管
本章小结
思考题与习题2

场效应管的基础知识

场效应管的基础学问英文名称：MOSFET （简写：MOS ）中文名称：功率场效应晶体管（简称：场效应管）场效应晶体管简称场效应管，它是由半导体材料构成的。

与一般双极型相比，场效应管具有许多特点。

场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子一多子）分四类：N沟通增加型；P沟通增加型;N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。

增加型MOS管的特性曲线场效应管有四个电极，栅极G、漏极D、源极S和衬底B ,通常字内部将衬底B与源极S相连。

这样，场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种压控电流源器件，即流入的漏极电流ID栅源电压UGS掌握。

1、转移特性曲线:应留意：①转移特性曲线反映掌握电压VGS与电流ID之间的关系。

②当VGS很小时,ID基本为零，管子截止;当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化，VTN称为开启电压，约为2V0③无论是在VGS2、输出特性曲线：输出特性是在给顶VGS的条件下，ID与VDS之间的关系。

可分三个区域。

①夹断区：VGS②可变电阻区：VGS>VTN且VDS值较小。

VGS值越大，则曲线越陡，D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。

③恒流区：VGS>VTN且VDS值较大。

这时ID只取于VGS ,而与VDS无关。

3、MOS管开关条件和特点：管型状态,N-MOS , P-MOS特点截止VTN , RDS特别大，相当与开关断开导通VGS2VTN , VGS<VTN , RON很小，相当于开关闭合4、MOS场效应管的主要参数①直流参数a、开启电压VTN ,当VGS>UTN时，增加型NMOS管通道。

b、输入电阻RGS , 一般RGS值为109〜1012。

高值②极限参数最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS , V(RB)DS最大允许耗散功率PDSM5、场效应的电极判别用RxlK挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接此外两个电极，如两次测得的结果阻值都很小，则黑表笔所接的电极就是栅极(G),此外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。

mos管或电路

mos管或电路MOS管，即金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种常用的半导体器件，常用于集成电路中。

MOS管的工作原理是通过调节栅极电压来控制导通沟道的电阻，从而实现信号的放大、开关和放大等功能。

下面将详细介绍MOS管的结构、工作原理和应用。

MOS管的结构包括源极、漏极和栅极三个部分。

源极和漏极之间通过氧化物绝缘层隔开，栅极则通过栅极氧化层与沟道相隔开。

当在栅极上加上正电压时，栅极下方的沟道会形成导通通道，从而使源极和漏极之间产生导通。

当栅极上的电压变化时，沟道的导电性也会相应变化，实现对电流的调节。

MOS管的工作原理是基于场效应的调控。

栅极上的电压改变了栅极下方的场强，从而改变了沟道的导电性。

当栅极电压为正时，沟道导通，电流从源极流向漏极，此时MOS管处于导通状态。

而当栅极电压为零或负时，沟道的导电性减弱或消失，电流无法通过，MOS管处于截止状态。

通过调节栅极电压，可以实现对电流的精确控制，从而实现放大、开关和放大等功能。

MOS管在集成电路中有着广泛的应用。

作为场效应晶体管的一种，MOS管可以用于数字电路、模拟电路和混合电路中。

在数字电路中，MOS管可用作开关，实现逻辑门的功能；在模拟电路中，MOS管可用作放大器，实现信号的放大和处理；在混合电路中，MOS管既可以用于数字信号处理，又可以用于模拟信号处理，实现电路的多功能集成。

总的来说，MOS管作为一种常用的半导体器件，具有结构简单、工作稳定和应用广泛的特点。

通过对栅极电压的调节，可以实现对电流的精确控制，从而实现各种电路功能的实现。

在未来的发展中，MOS管将继续发挥重要作用，推动集成电路的不断进步。

模拟集成电路版图基础

Ｎ阱电容
• 在场效应管的栅极和衬底之间，存在寄生电容。称之为恶性寄生。但是，如果正好需要电容，这个寄生是需要的。
金属电容
• 扩散电容缺点：
– 传递噪声：扩散电容在PN 结上会有一个寄生电容。任何输入到扩散电容底部平行板上的信号将会自动耦合到衬底上。在电路设计中有些情况，需要一个电容器阻断直流信号，但是允许交流信号传输到下个电路块。
层与层间的寄生电容
• 寄生包括：
– 层对衬底形成寄生，层与层之间，层与层的侧面之间等等。 – 在ASIC 设计中，会用到自动布局布线工具，有些金属连线常常直接从某
个功能块上通过，如图3-3 所示。这是因为，数字集成电路为了节约芯片面积，减少流片成本，而不得已为之。
• 在模拟集成电路中：
– 常常需要把敏感的信号线互相隔离开来，使它们不会互相影响。 – 所以为了减少寄生对电路的干扰，就需要在作版图时，最好不要到处布
– 它不仅具有寄生效应小 – 与偏置电压无关 – 低的温度系数 – 单位面积的电容值很高。
– 在制作固定面积金属电容中，交叉金属来得到更大电容的方法同样可以用在POLY 电容中，我们形象的称之为“三明治电容”
几种集成电容的比较
电阻电容画法实例: 电阻画法实例
• 现在以1.5K 和250Ω的Poly 电阻为例，介绍一下电阻的画法。 – 首先查到Poly 的方块电阻值为25Ω/□ – 先做一个电阻单元，Poly 宽为2u,长为40u,两端通过引线孔用金属引出。此电阻阻值为500Ω。
• 金属电容
– 大多数信号电容会由金属制成。这可以消除PN 结，可以消除寄生二极管带来的电容。电容依赖性也将得到消除。
金属电容
• 为了保证上部平行板和下部平行板没有短接，几乎所有的IC 工艺都有一个非常厚的金属介质层。

(完整版)模拟电子技术基础_知识点总结

模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。

2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。

4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。

5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。

体现的是半导体的掺杂特性。

*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。

*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。

6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。

*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。

7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。

* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。

8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。

*二极管伏安特性----同ＰＮ结。

*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。

*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。

1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。

2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。

*三种模型➢微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。

第3章-MOS集成电路器件基础

第三章 MOS集成电路器件基础
假定有一NMOS管， W=3 μm, L=2 μm, 在恒流区则有:
UGS 2V
ID
K 2
W L
(U
GS
UTH
)2
1 2
73A /V
2
3m 2m
(2V
0.7V
)2
93A
若UGS=5 V, 则
ID
1 2
73A/V
2
3m 2m
(5V
0.7V
)2
1.0mA
第三章 MOS集成电路器件基础
由于源漏结的横向扩散，栅源和栅漏有一重叠长度为 LD，所以导电沟道有效长度(Leff)将小于版图中所画的导电沟道总长度。我们将用L表示导电沟道有效总长度Leff，图3 - 1中W表示沟道宽度。在今后的学习中，我们将会发现，宽长比(W/L)和氧化层厚度tox这两个参数对MOS管的性能是多么重要。而MOS技术发展中的主要推动力就是在保证电性能参数不下降的前提下，一代一代地缩小沟道长度L和氧化层厚度tox。
第三章 MOS集成电路器件基础
G 多晶硅 D
S
氧化层
W
N＋ P型衬底
Leff
N＋
Ldra wn
LD
图3 - 1 NMOS管的简化结构
第三章 MOS集成电路器件基础
3.1.2 N阱及PMOS 为了使MOS管的电流只在导电沟道中沿表面流动
而不产生垂直于衬底的额外电流，源区、漏区以及沟道和衬底间必须形成反偏的PN结隔离，因此， NMOS 管的衬底B必须接到系统的最低电位点(例如“地”)，而PMOS管的衬底B必须要接到系统的最高电位点(例如正电源UDD)。衬底的连接如图3 - 2(a)、 (b)所示。

mos管基础知识

MOS管的基础知识什么是场效应管呢？场效应管式是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。

由于它是靠半导体中的多数载流子导电，又称单极性晶体管。

它区别晶体管，晶体管是利用基极的小电流可以控制大的集电极电流。

又称双极性晶体管。

一，MOS管的种类，符号。

1JFET结型场效应管----利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而控制漏极电流的大小。

结型场效应管一般是耗尽型的。

耗尽型的特点：a,PN结反向电压，这个怎么理解，就是栅极G,到漏极D和源极s有个PN结，b,未加栅压的时候，器件已经导通。

要施加一定的负压才能使器件关闭。

C,从原理上讲，漏极D和源极S不区分，即漏极也可作源极，源极也可以做漏极。

漏源之间有导通电阻。

2IGFET绝缘栅极场效应管----利用栅源电压的大小来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

增强型效应管特点：A,栅极和源极电压为0时，漏极电流为0的管子是增强型的。

B,栅源电压，这个之间是个绝缘层，绝缘栅型一般用的是SIO绝缘层。

2耗尽型绝缘栅场效应晶体管的性能特点是:当栅极电压U。

=0时有一定的漏极电流。

对于N沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加正电压，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐减小直至截止。

对于P沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加负电压，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐减小直至截止。

1，按功率分类：A,小信号管，一般指的是耗尽型场效应管。

主要用于信号电路的控制。

B,功率管，一般指的是增强型的场效应管，只要在电力开关电路，驱动电路等。

2，按结构分类：增强型，耗尽型结型场效应管：N沟道结型场效应管 P沟道结型场效应管（一般是耗尽型）绝缘栅型场效应管：N沟道增强型，P沟道增强型，N沟道耗尽型，P沟道耗尽型。

二,用数字万用表测量MOS管的方法用数字万用表判断MOS的管脚定义。

第七章 MOS管模拟集成电路设计基础

2. 以多晶硅作为下极板的MOS电容器以多晶硅作电容器下极板所构造的MOS电容器是无极性电
容器，如下图所示。这种电容器通常位于场区，多晶硅下极板与衬底之间的寄生电容比较小。
（a）金属做上极板（b）多晶硅做上极板图7.2.3 多晶硅为下极板的MOS电容器结构
3.薄膜电容器在某些电路中，需用较大的电容或对电容有某些特殊要求，
7.2 MOS模拟集成电路中的基本元器件
7.2.1 模拟集成电路中电阻器----无源电阻和有源电阻
1. 掺杂半导体电阻 (1)扩散电阻
所谓扩散电阻是指采用热扩散掺杂的方式构造而成的电阻。这是最常用的电阻之一，工艺简单且兼容性好，缺点是精度稍差。 (2)离子注入电阻
同样是掺杂工艺，由于离子注入工艺可以精确地控制掺杂浓度和注入的深度，并且横向扩散小，因此，采用离子注入方式形成的电阻的阻值容易控制，精度较高。
社，2004年5月（21世纪高等学校电子信息类教材）.
第七章 MOS管模拟集成电路设计基础 7.1 引言
1、采用数字系统实现模拟信号处理现实世界中的各种信号量通常都是以模拟信号的形式出现
的，设计一个电路系统的基本要求，就是采集与实现系统功能相关的模拟信号，按系统的功能要求对采集的信号进行处理，并输出需要的信号（通常也是模拟量）。
1、电流偏置电路
在模拟集成电路中，电流偏置电路的基本形式是电流
镜。所谓的电流镜是由两个
或多个并联的相关电流
支路组成，各支路的电
流依据一定的器件比例
关系而成比例。
Hale Waihona Puke 1) NMOS基本电流镜NMOS基本电流镜
由两个NMOS晶体管组成，如图7.3.1所示。
图7.3.1 NMOS基本电流镜

MOS放大电路之EE,ED,CMOS

RL2 ≈
AUD
Uo = = g m1 (rds1//RL2 ) ≈ g m1 RL2 Ui
gmb2
AUD
g m1 1 g m1 = = g mb2 η2 g m2
与E/E型比较型比较
AUD
1 1 g m1 1 + η2 = = AUE = AUE η2 η2 g m2 η2
通常η2<<1 η2≈0.1
g m1 1 g m1 = = g mb2 η2 g m2
输入电阻输出电阻
很高，一般可达1010。很高，一般可达
ro ≈
1 g mb2
电压增益约为几十倍，是主要的放大器。电压增益约为几十倍，是主要的NMOS放大器。放大器
MOS单极放大器单极放大器
CMOS有源负载放大器有源负载放大器 UDD G1 + S2 G2 EG D2 D1 Ui G1 S1 D1D2 IO
+
UO
Ui
UO
gm1Ugs1
rds1 rds2
S1 S2 G2
ro
- USS 电压增益
AU
g m1 = g m1 (rds1//rds2 ) = g ds1 + g ds2
CMOS有源负载放大器有源负载放大器电压增益输入电阻输出电阻
MOS单极放大器单极放大器 gds比gmb2、gm 小1~2个数量级个数量级
Ui电压增益Biblioteka O-S1 ro
-
Uo AUE = = g m1 (rds1//RL2 ) Ui 1 R L2 ≈ g m2 + g mb2
MOS单极放大器单极放大器 1
E/E型NMOS单极放大器型单极放大器 ds1>>RL2 通常r 通常

模电第一章半导体基础(场效应管)

④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应三极管，约大于10 于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于 7 ，对约是10 于绝缘栅型场效应三极管, 于绝缘栅型场效应三极管 RGS约是 9～1015 。低频跨导g ⑤ 低频跨导 m 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用，低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用， gm可以在转移特性曲线上求取，单位是移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门毫西门子)。。最大漏极功耗P ⑥ 最大漏极功耗 DM 最大漏极功耗可由P 决定，最大漏极功耗可由 DM= uDS iD决定，与双极型三极管的P 相当。三极管的 CM相当。
的区域，曲线基本平行等距。的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 左右左右(硅反偏，电压大于 V左右硅管) 。
1.4 场效应管
结型场效应管绝缘栅型场效应管场效应管的主要参数晶体管和场效应管的比较
概述
1.定义 1.定义是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。电场效应来控制输出电流的半导体器件仅一种载流子参与导电，又称单极型晶体管单极型晶体管。因仅一种载流子参与导电，又称单极型晶体管。 2.分类 2.分类从参与导电的载流子来划分，沟道器件和从参与导电的载流子来划分，有N沟道器件和沟道 P沟道器件。沟道器件沟道器件。从场效应管的结构来划分，从场效应管的结构来划分，有结型场效应管绝缘栅型场效应管。和绝缘栅型场效应管。
DS
UGS（th） UGS（th）
2UGS（th） 2UGS（th）
转移特性曲线

第3章模拟集成电路基础

模电拟电子子技技术术
集成运放的电路结构特点
（1）因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。（2）因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有源负载）。
（3）因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩模不同，增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。
由场效应管同样可以组成镜像电流源、比例电流源等。T0～T3均为N沟道增强型 MOS管，它们的开启电压UGS(th)等参数相等。在栅-源电压相等时，MOS管的漏极电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T0～T3的宽长比分别为S0、S1、 S2、S3。这样就可以通过改变场效应管的几何尺寸来获得各种数值的电流。
模电拟电子子技技术术
比例电流源
基准电流输出电流
分析
模电拟电子子技技术术比例电流源分析
微电流
输出电流可以大于或小于基准电流，与基准电流成比例关系。
模电拟电子子技技术术
微电流源
基准电流输出电流
分析
模电拟电子子技技术术
微电流源分析
在已知Re的情况下，上式对输出电流IC1而言是超越方程，可以通过图解法或累试法解出IC1。
模电拟电子子技技术术
长尾式差分放大电路
电路参数理想对称，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc；T1管与 T2管的特性相同，β1= β 2= β ，rbe1=rbe2=rbe；Re为公共的发射极电阻。
静态分析共模信号作用
差模信号作用
模电拟电子子技技术术

MOSFET的基础知识介绍

MOSFET场效应晶体管的基础知识介绍MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）也叫金属氧化物半导体场效应晶体管，简称MOS管，是一种场效应管。

MOSFET成为当前最广泛应用的半导体器件，广泛应用于各种电子设备中，包括电源、电脑、电视等。

MOSFET场效应晶体管的结构MOSFET场效应晶体管基本上构成有源区(source)、漏区(drain)和栅区(gate)三部分。

在N沟道MOSFET中，一个P型衬底(substrate)上，N型沉积形成源区和漏区，其间沉积绝缘材料（通常是氧化硅）形成栅极。

通过改变栅极的电压来改变沟道中的载流子浓度，从而改变源漏间的电导。

MOSFET场效应晶体管工作原理在N沟道MOSFET中，当栅极电压(Vgs)高于阈值电压(Vth)时，会在源和漏之间形成一个N型导电沟道。

在这种情况下，沟道上的电子可以自由的由源极流向漏极，整个器件则由阻断状态变为导通状态。

当源漏电压足够大时，即使增加栅压，也不再增加源漏电流，此时MOSFET处于饱和状态。

MOSFET场效应晶体管分类按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式：MOS管又分耗尽型与增强型，所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类：N沟道消耗型、N沟道增强型、P沟道消耗型、 P沟道增强型。

MOSFET场效应晶体管主要特性●高输入阻抗：MOS管栅电极和源漏区之间有绝缘层，只有微弱的栅电流，所以MOSFET的输入阻抗很高，接近于无穷大。

●低输出阻抗：由于MOSFET是电压控制器件，其源漏间电流可随输入电压的改变而改变，所以其输出阻抗很小。

●恒流性：MOSFET在饱和区工作时，即使源漏电压有所变化，其电流也几乎不变，因此MOSFET具有很好的恒流性。

MOSFET的应用●开关电路：由于MOSFET具有开关速度快、功耗小、驱动电压低等特性，因此在开关电路中有广泛应用，尤其在高频开关电源中使用。

MOS管知识

MOS管知识MOS管知识-一文彻底区分MOS NMOS PMOS CMOS(从原理的视角)从原理的视角，一文彻底区分MOS NMOS PMOS CMOS，详细请查看下文。

mos管学名是场效应管，是金属-氧化物-半导体型场效应管，属于绝缘栅型，MOS又分N型、P型MOS管。

（一）由基础说起半导体的基础材料是硅晶体，硅这种材料，在化学元素周期表里是四族元素，硅从微观上看每个原子最外层有4个电子，我们知道，外层4个电子的物质处于稳定状态。

硅晶体里，两个电子结合形成更为稳定的共价键。

当然这种共价键并不是牢不可破的，在绝对0度以上，总会有少数的电子摆脱共价键的束缚在晶格里游荡，会表现出很小的导电性，半导体的名字就这么来了。

如果硅晶体里掺入了三族元素，比如硼，会是什么状况的呢？三族元素最外层3个电子，跟硅结合的时候，共价键上就会缺一个电子，我们叫它空穴。

由于电子的热力学运动，某个共价键上的电子可能摆脱束缚移动到空穴位置上来，宏观上看好像是空穴产生了移动，由于空穴表现正电荷，空穴的英文称为positive holes，这种半导体就称之为P型半导体。

同样，在硅晶体里掺杂五族元素后，共价键上就会多出一个电子，这个电子可以在半导体内自由移动，形成导电的电子，即negative electrons。

掺杂五族元素的半导体称为N型半导体。

我们从宏观上看，N型半导体里面有很多可以导电的电子。

P型半导体里面有很多不可移动的空穴。

此处特别强调不可移动，我们说空穴的移动，实际上是其它位置的电子填充了空穴的位置，看上去像是空穴在移动。

N型半导体和P型半导体宏观上看都是不带电的！正负电荷量相等。

（二）MOS假如我们把P型半导体放在一个电场中会有什么现象呢？根据最基本的物理知识，同电荷排斥，异电荷相吸，电场中的P型半导体如下图所见。

左右两侧为电极板，电子会被吸引到正电极测，空穴被吸引到负电极测。

这里正负只是普通的物理定义，其实在电路中，严格的说法应该是高电平测、低电平测。

集成电子技术基础教程-模电教材习题与习题解答-一篇 3章

第三章场效应晶体管及其电路分析题1.3.1 绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。

（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。

（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。

图题1.3.1解： (1)(a)增强型N沟道MOS管，V GS(th)≈3V,I DO≈3mA；　(b)增强型P沟道MOS管，V GS(th)≈2V,I DO≈2mA；　(c)耗尽型型P沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈2mA；　(d)耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈3mA。

题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。

分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。

解：在漏极特性上某一V DS下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了V GS和I D的大小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了。

　图题1.3.3题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。

试问：（1）I DSS、V P值为多大？（2）根据给定曲线，估算当i D=1.5mA和i D=3.9mA时，g m约为多少？（3）根据g m 的定义：GSD m dv di g =，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。

解： (1) I DSS =5.5mA,V GS(off)=-5V;　(2) I D =1.5mA 时，gm ≈0.88ms,I D =3.9mA 时，gm ≈1.76ms;(3) V GS =-1V 时，gm ≈0.88ms,V GS =-3V 时，gm ≈1.76ms 题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T 1和T 2各具有图题1.3.4的（a ）和（b ）所示的输出特性曲线，试判断它们的类型，并粗略地估计V P 或V T 值，以及v DS =5V 时的I DSS或 I DO 值。

mos管的工作原理及应用

MOS管的工作原理及应用1. 工作原理MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管。

它由金属、氧化物和半导体构成，具有很高的输入电阻和低的功耗。

MOS管是微电子器件中的重要组成部分，被广泛应用于各类电子设备中。

MOS管的工作原理基于场效应。

当施加在栅极上的电场发生变化时，MOS管的电导率也会相应变化。

栅极电极上的电场通过通过绝缘层（氧化层）作用于半导体，改变了半导体内部的载流子浓度，从而调节了电流的大小。

2. MOS管的结构MOS管由三个主要部分组成：栅极（Gate），漏极（Drain）和源极（Source）。

栅极隔离氧化层和半导体之间，栅极上施加的电压用于控制通道中的电流。

漏极和源极用于引出MOS管的输出电流。

MOS管的结构布局如下：•栅极：控制着MOS管通道的导电性。

•绝缘层：位于栅极和半导体之间的氧化层，阻止了电荷的流动。

•通道：由半导体材料构成，通过栅极电场控制，调节电流的流动。

•漏极：将输出电流引出。

•源极：提供输入电流。

3. MOS管的类型根据不同的加工工艺和应用需求，MOS管可以分为多种类型，其中最常见的有以下几种：1.NMOS（N型金属-氧化物-半导体）：NMOS管中通道是由N型半导体材料构成的。

2.PMOS（P型金属-氧化物-半导体）：PMOS管中通道是由P型半导体材料构成的。

3.CMOS（混合金属-氧化物-半导体）：CMOS兼具NMOS和PMOS的特性，能够实现复杂的逻辑功能。

4. MOS管的应用MOS管由于其性能优越和低功耗的特点，在电子领域有广泛的应用。

以下列举了一些常见的应用场景：1.数字集成电路（Digital Integrated Circuits）：MOS管用于构成数字逻辑门、寄存器、存储器和微处理器等核心部件。

CMOS技术在数字集成电路中得到了广泛的应用。

2.模拟集成电路（Analog Integrated Circuits）：MOS管也可以用于构成各种模拟电路，如放大器、振荡器和滤波器等。

mos合路电路

MOS合路电路
MOS合路电路，也称为MOS集成电路，是一种基于金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管（MOSFET）的集成电路。

这种电路主要由反相器、多路复用器、模拟开关等基本元件构成，主要用于数字集成电路的制造。

在MOS合路电路中，通常采用CMOS工艺，即互补金属氧化物半导体工艺。

CMOS工艺可以同时制造P型和N型MOSFET晶体管，利用它们的互补特性实现逻辑门电路。

CMOS 电路具有功耗低、速度快、抗干扰能力强等优点，因此在许多领域得到广泛应用。

在MOS合路电路中，多个MOSFET晶体管被集成在一个芯片上，通过相互连接实现特定的电路功能。

这些晶体管可以是增强型、耗尽型或双向型，具体选择取决于电路设计的需求。

同时，为了实现更高的电流输出能力和更好的驱动性能，还可以采用多个MOSFET晶体管并联的方式。

除了基本的元件外，MOS合路电路还包括各种门电路、触发器、寄存器等，这些元件可以组合在一起实现更复杂的电路功能。

例如，可以实现计数器、译码器、比较器等数字电路，也可以实现模拟信号处理、数据转换等模拟电路。

总的来说，MOS合路电路是一种重要的集成电路技术，具有高集成度、高稳定性、低功耗、低成本等优点。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展，MOS合路电路将继续发挥
其优势，为现代电子技术的发展做出贡献。