实验一 MOS管的基本特性

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MOS管基本特性测试

MOS管基本特性测试
实验1. MOS管基本特性测试
实验目的：
a)熟悉电路的测试方法
b)观察MOS管的主要特性
实验步骤：
1.输入图1电路。

图1 原理图
2.测试MOS管的输出特性。

（水平轴为VDD，纵轴为漏级电流I D）
图2 输出特性
3.测试MOS管的转移特性。

（转移特性是输出电流对输入电压的关系。

注意设置纵轴为漏级电流I D，横轴为输入电压V GS）
4.改变VDD，做出一组转移特性。

解释特性中弯曲现象。

（将VDD改为8V）
（将VDD设置为由0到5V改变）
说明：MOS管具有一定的导通电压，只有当输入电压大于该阈值电压Vt时，MOS管才开始导通。

5修改MOS管的W/L，观察输出特性的变化。

总结输出特性和W/L之间的关系。

说明：实验中将W由原来的1.5um改为3um，得到如下输出特性。

图5
对比图2、图5，可发现，对于同样的输出电压（横坐标），无论是在放大区，还是在饱和区，集电极电流（纵坐标）都随着W/L的增大而增大。

6.修改MOS管的W/L，观察转移特性的变化。

观察在V GS相同的情况下，g m和W/L之间的关系。

由图可知：对于相同的V GS，g m随着W/L的增大而明显增大。

实验报告：
1.叙述观察结果。

答：实验中按照要求测得几组曲线，图形如上。

在不同情况下，得到了不同形状的曲线，反映出了MOS管特性与它的相关参量的具体关系。

2.分析测试曲线。

解释实验步骤中要求观察的现象。

MOS管i-v特性

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 D 几乎不随v DS 而变化,即不同的v DS 所对应的转移特性曲线几乎是重合的,所以可用v DS 大于某一数值(v DS ＞v GS -V T )后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线.i D 与v GS 的近似关系与结型场效应管相类似。

在饱和区内,i D 与v GS 的近似关系式为( vGS ＞V T )式中I DO 是v GS =2V T 时的漏极电流i D 。

2.参数2GS DOD)1(-=TV v I iMOS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 P，而用开启电压V T表征管子的特性。

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 GS=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v DS，就有电流i D。

如果加上正的v GS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，i D增大。

反之v GS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，i D减小。

当v GS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，i D趋于零，管子截止，故称为耗尽型。

沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用V P表示。

与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断电压V P也为负值，但是，前者只能在v GS<0的情况下工作。

二极管 mos管肖特基二极管

肖特基二极管又称肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode），是一种特殊的二极管，其结构和特性与普通的二极管有所不同。

它利用了肖特基效应（Schottky effect）的原理，具有低漏电流、快速开关速度和低压降等优点，因此在各种电子电路中得到广泛应用。

一、肖特基二极管的结构肖特基二极管由金属和半导体材料组成，其结构如下：1. 金属-半导体接触面：用金属和半导体材料制成金属-半导体接触面，形成势垒；2. P型半导体材料：通常采用P型硅（p-Si）材料制成。

二、肖特基二极管的特性肖特基二极管相比普通二极管具有以下特点：1. 低漏电流：由于金属-半导体接触面的势垒形成，使得肖特基二极管的漏电流比普通二极管小很多；2. 快速开关速度：肖特基二极管的导通和截止速度较快，因此在高频电路中得到广泛应用；3. 低压降：肖特基二极管在导通时的压降比普通二极管小，对电路的功耗影响较小。

三、肖特基二极管的应用肖特基二极管在电子电路中有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 短波无线电接收机：肖特基二极管可以作为高频检波二极管，实现无线电信号的检波和解调；2. 低功耗电路：由于肖特基二极管的低漏电流和低压降特性，适合用于设计低功耗的电路；3. 微波频率倍频器：肖特基二极管在微波频率电路中具有较高的性能，常被用作频率倍增器；4. 太阳能电池：肖特基二极管作为太阳能电池的组成部分，可以将光能转化为电能。

四、肖特基二极管与MOS管的比较肖特基二极管与MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是两种不同类型的半导体器件，它们在结构和特性上有所不同。

1. 结构：肖特基二极管由金属和P型半导体材料组成，而MOS管由金属氧化物和半导体材料组成。

2. 功能：肖特基二极管主要用于整流和高频开关电路中，而MOS管主要用于放大和开关电路中。

3. 特性：肖特基二极管的优点在于低漏电流和快速开关速度，但其直流特性和温度特性较差；MOS管的特点在于良好的输入输出特性和高集成度，但功耗较大。

功率半导体器件应用实验

实验报告课程名称：功率半导体器件应用实验学生姓名郭衡班级电子技术1704学号117419002064指导教师李军军成绩2019年月日实验名称：实验一：MOSFET特性测试实验课时：3学时实验日期、时间：2019年10月27日下午2点实验消耗器材：JK9610AMOS管测试仪实验仪器设备：示波器、台式万用表实验目的：掌握常见功率器件参数的测试方法和原理实验内容（实验原理、运用的理论知识和数据、算法、程序、步骤和算法）：MOS场效应管管击穿电压、栅极开启电压、跨导的测试以IRF540和IRF530管子为例，测量上述参数，步骤如下：1、击穿电压VDSS和开启电压的VGS的测量，先选择开关的电流值，MOS 管一般选择25uA。

把高压开关拨到ON，调节电压，数字表显示大于开关器件击穿电压的130%〜150%，测试时只要指示灯量了就表示电压足够了。

注意：调好电压后必须把“高压”开关关断（OFF位置上）2、把被测试的场效应管插入VDSS/VGS测试座，MOS管的D极必须对应测试座的插座中间孔“D”中。

3、测试VDSS时续保测试后右侧开关拨至VDSS位，然后按下仪器右下方的VDSS按钮，电压表此时显示的值为该MOS管的击穿电压值。

4、把测试盒上的开关拨至VGS位，按下按下仪器右下方的VGS按钮，电压表此时显示的值为该MOS管的栅极开启电压电压值。

5、跨导测试，测量跨导Gfs时，需用两根粗的附加的测试线。

附加线分为D线(红色)和黑色S2线(黑色)，这两根线分别插入仪器左边第二排的D和S2插孔中。

6、D线另一端的鳄鱼夹夹住测试盒左上方的铜螺栓上的“D” (Idm<20A 时)，S2线另一端鳄鱼夹必须夹在被测试MOS管S1脚上(被测试管插在测试座上)。

7、测试前仪器右上角的Idm开关必须先拨至OFF上，插上测试管，按步骤接好线，把Idm开关必须先拨至ON上，短路指示灯亮后没灭，机内有蜂鸣声响后又停，属于正常现象。

MOS管主要参数及使用注意事项

MOS管主要参数及使用注意事项MOS管是一种常用的电力器件，广泛应用于电子电路和电源装置中。

本文将介绍MOS管的主要参数及使用注意事项。

1.MOS管的主要参数(1) 导通电阻（Rds(on)）：即MOS管导通时的电阻，也称为开态电阻。

导通电阻越小，MOS管导通时的功耗越小。

(2) 饱和电压（Vgs(sat)）：指MOS管在饱和区时，栅极与源极间的电压差。

饱和电压越小，MOS管的导通能力越好。

(3) 压降（Vds）：即栅极与源极间的电压差。

对于负载电路，要保证MOS管的压降在一定范围内，以避免过压损坏MOS管。

(4) 最大耐压（Vds(max)）：指MOS管能够承受的最大电压。

在设计电源装置时，要确保MOS管的最大耐压能够满足应用需求。

(5) 最大电流（Id(max)）：指MOS管能够承受的最大电流。

在设计电源装置时，要确保MOS管的最大电流能够满足应用需求。

(6) 开关速度（tf/td）：指MOS管从关态到开态或从开态到关态的时间。

开关速度越快，MOS管的响应时间越短，适用于高频应用。

(1)静电防护：MOS管对静电敏感，由于静电的高压可能导致器件损坏。

在操作MOS管时，应采取防静电措施，如穿戴静电消除器或接地腕带，以保护MOS管的正常工作。

(2)温度控制：MOS管的工作温度范围一般在-55℃至150℃之间。

当环境温度超过此范围时，应采取散热措施，如加散热片或风扇，以防止MOS管过热损坏。

(3)电流限制：在设计电路时，应根据MOS管的最大电流参数选择合适的负载电阻，以确保MOS管工作在安全电流范围内。

同时，在开关MOS 管时，要注意控制电流斜率，以减小MOS管的开关损耗。

(4) 输入电压（Vgs）控制：应根据具体的MOS管型号和应用需求，选择合适的输入电压（Vgs）范围，以保证MOS管正常开关。

(5)输出负载：要在MOS管的输出端加入合适的负载电路，以防止过压、过流等情况对MOS管造成损坏。

(6) 压降控制：在设计电源装置时，要合理选择MOS管的导通电阻，并确保输入电压（Vin）和输出电压（Vout）之间的压降在规定范围内，以保证电路的稳定工作。

电力电子技术实验指导书

实验一功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET 主要参数的测量方法 2．掌握MOSEET 对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法三．实验设备和仪器1． NMCL-07电力电子实验箱中的MOSFET 与PWM 波形发生器部分 2．双踪示波器3．安培表（实验箱自带）4．电压表（使用万用表的直流电压档）图2-2 MOSFET实验电路五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D=1mA)的最小栅源极电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表（箱上自带的数字安培表表头），测量漏极电流I D，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS管的栅源电压Vgs，并将主回路电位器RP左旋到底，使Vgs=0。

将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS（th）。

读取6—7组I D、Vgs，其中I D=1mA必测，填入下表中。

★注意mosfet刚开启时的漏极电流距离完全开通时的漏极电流相差很远，因此在1mA之后的四个点之间的距离需要取大一些，这样才能测量出较为完整的特性曲线。

此步骤所测得的特性曲线又称为mosfet的转移特性曲线，完整的转移特性曲线示意图如下所示（2）跨导g FS测试双极型晶体管（GTR）通常用h FE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导g FS表示其增益。

跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS=△I D/△V GS。

★注意典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值，因此重点是掌握跨导的测量及计算方法。

MOSFET_MOS管特性参数的理解

MOSFET_MOS管特性参数的理解MOSFET（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，具有较高的性能和功耗优势。

了解MOSFET的特性参数对于设计和应用电子电路至关重要。

下面将从基本结构、特性参数和其理解等方面进行详细阐述。

MOSFET 的基本结构如下：它由源极、漏极、栅极和底座四个引脚组成，其中源极(source)和漏极(drain)与半导体结成二极管，栅极(gate)则是介质氧化铝上的金属引脚。

其中金属层和介质氧化铝之间的结构形成了场效应管，因此被称为MOS管。

接下来是几个关键的特性参数：1. 阈值电压：阈值电压（Threshold Voltage，简称Vth）是MOSFET 的一个重要参数，它表示了在栅极和漏极之间形成导电路径的最低电压。

当栅极电压高于Vth 时，MOSFET 开始工作并形成导通通道。

2. 饱和电流：饱和电流（Saturation Current，简称Isat）是指在MOSFET 处于饱和工作区时的漏极电流，也称为最大漏极电流。

在饱和区，漏极电流与栅极电压成非线性关系。

3. 输出电导：输出电导（Output Conductance，简称gds）表示了MOSFET 在饱和状态时，输出电流变化对栅极漏极电压的敏感程度。

较高的输出电导意味着MOSFET 在饱和区的输出电流更敏感，从而使其在放大器等应用中更可靠。

4. 线性区增益：线性区增益（Linear Region Gain，简称gm）表示MOSFET 在线性工作区时，输入阻抗和输出阻抗间的关系。

该参数也可以用来衡量MOSFET 对输入信号的放大能力。

5. 输出电容：输出电容（Output Capacitance，简称Coss）表示栅极和漏极之间的电容。

这个电容会导致MOSFET 在高频应用中的频率响应减弱，影响其性能。

以上只是几个主要的特性参数，实际上MOSFET 还有很多其他的参数，如输入电容（Input Capacitance）、迁移率（Mobility）、开启延迟（Turn-on Delay）和反向转移电容（Reverse Transfer Capacitance）等。

cmos实验详解

三、实验内容
1、在固定Vgs下，使用Hspice仿真并验证NMOS的I/V特性曲线。仿真时，使用CMOS0.6uDPDMmixsignal模型，该文件名为h06mixddct02v23.lib。
电路网表为：
* nmos_I-V_test
mn0 vout vin 0 0 NM w=2u l=1u
.lib 'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib' tt
（1）“夹断”区：这时的电流是源-漏间的泄漏电流；
（2）“线性”区：弱反型区，这时漏极电流随栅压线性增加；
（3）“饱和”区：沟道强反型，漏极电流与漏极电压无关。
当漏极电压太高时，会发生称为雪崩击穿或穿通的非正常导电情况。在这两种情况中，栅极电压已不能对漏极电流进行控制。描述NMOS器件在这三个区域中性能的理想表达式为：
.probe
.end
7、对上述反向器电路，将输入波形改为sin(2.36 0.01 1meg),仿真得出输出波形。
*cmos_I-V_test
mn0 vout vin 0 0 NM w=2u l=0.6u
*nmos_I-V_test
mn0 vout vin 0 0 NM w=4u l=0.6u
.lib'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib'tt
v1 vin 0 2 0
v2 vout 0 1 5
.dc v2 0 5 0.1 v1 0 5 0.5
.plot dc v(vout) id(mn0)
v1 vin 0 2
v2 vout 0 1
.dc v2 0 5 0.1 temp 0 80 20
.probe i1(mn0)

《半导体器件》mos管阈值电压测试实验

《半导体器件》mos管阈值电压测试实验一、实验目的1.通过实验对mos管输出特性深入了解。

2.知道如何绘制mos管输出特性曲线。

二、实验仪器设备1.一台计算机2.测试设备：Agilent4155C阻抗分析仪3.一个SD214n型增强型MOS管三、测试参数设置1.我们先讲器件选择为cmos，曲线选择Id-Vg特性曲线。

按照图中将参数设置好。

2.得到的Id-Vg曲线。

3.由于已经超出其范围，我们将最大电压调小，得到的Id-Vg曲线。

四、器件测试结果Id-Vg特性曲线五、结果分析由实验结果来看阈值电压为0.6V左右。

1.MOSFET的体效应(衬偏效应)：如果对器件衬底的电位不加以控制的话，那么就有可能会出现场感应结以及源-衬底结正偏的现象；一旦发生这种现象时，器件和电路即告失效。

衬偏电压就是为了防止MOSFET的场感应结以及源结和漏结发生正偏、而加在源-衬底之间的反向电压。

由于加上了衬偏电压的缘故，将要引起若干影响器件性能的现象和问题，这就是衬偏效应（衬偏调制效应），又称为MOSFET的体效应。

2.MOSFET的"典型" Id-Vd特性：常数k 正比于μn 和Cox 的积，但通常不完全相同。

现实中的漏极电流呈现与漏极电压轻的正相关，因为在较大Vd 时，有效沟道长度(L) 略有下降。

很多时候k、W 和L 这些因素都被吸收到另一常数中，从而可重写为:从描述MOSFET 行为的公式中，我们看到Id 的平方根与Vg 应为线性关系。

绘制Id平方根图，按它的斜率外推到X轴，从而确定MOSFET的阈值电压Vth。

注:现实中当Vg 小于Vt 时，晶体管中会有一些亚阈值漏电流流过，因此当Vg>>Vt 时，切线要从Id 平方根的点外推到x 轴。

但是由于检测过程中会出现意外情况，会导致跨导值-电流曲线(gm-id)出现异常点，异常点通常会大幅度偏离，由于通常使用两点直线法进行曲线拟合，使得计算得到的跨导值的最大值出现偏差，进而影响mos管的阈值电压的检测值。

MOS管的开关特性

MOS管得开关特性MOS管最显著得特点也就是具有放大能力。

不过它就是通过栅极电压uGS控制其工作状态得,就是一种具有放大特性得由电压uＧS控制得开关元件。

一、静态特性（一) 结构示意图、符号、漏极特性与转移特性1．结构示意图与符号从图２、１、１2（a）所示结构示意图中可以瞧出,MOＳ管就是由金属-氧化物－半导体（Mｅｔal—Oｘ-idｅ—Semｉcｏnductor）构成得。

在P型衬底上,利用光刻、扩散等方法，制作出两个N+型区,并引出电极，分别叫做源极S与漏极D，同时在源极与漏极之间得二氧化硅SiO２绝缘层上,制作一个金属电极栅极G,这样得到得便就是Ｎ沟道MOＳ管。

2．漏极特性反映漏极电流iD与漏极－源极间电压ｕＤS之间关系得曲线族叫做漏极特性曲线，简称为漏极特性,也就就是表示函数iD=f(ｕＤS）｜uＧS得几何图形，如图２、1、13（ａ）所示。

当uGS为零或很小时,由于漏极D与源极S之间就是两个背靠背得PN结,即使在漏极加上正电压(ｕDＳ>0V)，MＯＳ管中也不会有电流，也即管子处在截止状态。

当uGS大于开启电压UTN时，ＭOS管就导通了。

因为在UＧS＝UTN(图2、1、１3中UTN＝2V)时，栅极与衬底之间产生得电场已增加到足够强得程度，把P型衬底中得电子吸引到交界面处，形成得N型层—-反型层,把两个N＋区连接起来，也即沟通了漏极与源极。

所以，称此管为N沟道增强型ＭOS管。

可变电阻区：当uＧＳ＞UTＮ后,在uDS比较小时，ｉD与ｕＤS成近似线性关系,因此可把漏极与源极之间瞧成就是一个可由ｕGS进行控制得电阻，uGS越大，曲线越陡，等效电阻越小,如图2、１、1３(a)所示。

恒流区（饱与区)：当ｕGS>UTN后,在uＤS比较大时，iD仅决定于uGS（饱与),而与uDS几乎无关,特性曲线近似水平线,D、S之间可以瞧成为一个受uＧS控制得电流源。

在数字电路中，MOＳ管不就是工作在截止区,就就是工作在可变电阻区，恒流区只就是一种瞬间即逝得过度状态.3。

(完整版)MOS管的开关特性

M OS管的开关特性一、静态特性MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。

由于MOS管是电压控制元件，所以主要由栅源电压u GS决定其工作状态.图3.8(a）为由NMOS增强型管构成的开关电路。

NMOS管构成的开关电路及其等效电路工作特性如下:※ u＜开启电压U T：MOS管工作在截止区，漏源电流i DS基本为0，输出电压u DS≈U DD,MOS管处于”GS断开"状态,其等效电路如图3.8(b）所示。

※ u＞开启电压U T:MOS管工作在导通区,漏源电流i DS=U DD/(R D+r DS）.其中,r DS为MOS管导通时的漏GS源电阻。

输出电压U DS=U DD·r DS/(R D+r DS）,如果r DS＜＜R D，则u DS≈0V，MOS管处于”接通”状态，其等效电路如图3。

8（c)所示。

二、动态特性MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程,但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间，而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的.图3.9（a)和（b）分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图.NMOS管动态特性示意图当输入电压u i由高变低，MOS管由导通状态转换为截止状态时，电源U DD通过R D向杂散电容C L充电，充电时间常数τ1=R D C L。

所以,输出电压u o要通过一定延时才由低电平变为高电平；当输入电压u i由低变高，MOS 管由截止状态转换为导通状态时，杂散电容C L上的电荷通过r DS进行放电，其放电时间常数τ2≈r DS C L.可见，输出电压U o也要经过一定延时才能转变成低电平。

但因为r DS比R D小得多,所以,由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要短.由于MOS管导通时的漏源电阻r DS比晶体三极管的饱和电阻r CES要大得多，漏极外接电阻R D也比晶体管集电极电阻R C大，所以，MOS管的充、放电时间较长，使MOS管的开关速度比晶体三极管的开关速度低。

MOS管特性分析-文档资料

沟道长度设置为1u，观察器件的漏电流有怎样的变化？
2021/4/21
6
2、对课本34页，习题2.5进行仿真分析。给出手工分析结果和仿真结果。
2021/4/21
7
**************netlist***************************** M1 DN GN SN BN NMOS W=1u L=0.5u M2 DP GP SP BP PMOS W=1u L=0.5u
2021/4/21
4
示例 MOS管IV 特性分析
**************source***************** VDSN DN SN 0 VGSN GN SN 0 VSN SN 0 0 VBN BN 0 0 VSDP SP DP 0 VSGP SP GP 0 VSP SP 0 3.3 VBP BP 0 3.3
.IC V(n)=3V *规定n节点的初始电压为3V。 .Tran 10us 5ms UIC *在规定的初始条件下进行瞬态分析。
2021/4/21
3
示例 MOS管IV 特OS************************ .MODEL NMOS NMOS ( +LEVEL=1 VT0=0.7 GAMMA=0.45 PHI=0.9 +NSUB=9e+14 LD=0.08e-6 U0=350 LAMBDA=0.1 +TOX=9e-9 PB=0.9 CJ=0.56e-3 CJSW=0.35e-11 +MJ=0.45 MJSW=0.2 CGDO=0.4e-9 JS=1.0e-8) **************model PMOS************************ .MODEL PMOS PMOS ( +LEVEL=1 VT0=-0.8 GAMMA=0.4 PHI=0.8 +NSUB=5e+14 LD=0.09e-6 U0=100 LAMBDA=0.2 +TOX=9e-9 PB=0.9 CJ=0.94e-3 CJSW=0.32e-11 +MJ=0.5 MJSW=0.3 CGDO=0.3e-9 JS=0.5e-8) ************************************************

mos管的主要参数

mos管的主要参数
MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管，也叫MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）。

它是电子设备中的一种重要元件，主要用于功率放大、开关控制、电源稳压等方面。

以下是MOS管的主要参数及其作用：
1. 阈值电压（Vth）：指MOS管内部电场的强度，它决定了MOS管是否导通。

如果外加电压大于阈值电压，MOS管就会导通。

2. 最大漏极电压（Vdss）：指MOS管能够承受的最大漏极电压，超过这个电压就会损坏MOS管。

3. 最大漏极电流（Idmax）：指MOS管能够承受的最大漏极电流，超过这个电流就会损坏MOS管。

4. 静态工作点（Qpoint）：指MOS管在直流条件下的工作状态，需要根据具体电路要求来确定。

5. 动态响应特性：包括开关速度、延迟时间和过渡时间等参数，决定了MOS管在高频和快速开关中的性能。

6. 热稳定性：指MOS管在高温环境下的稳定性能，一般用温度系数来衡量。

7. 输出电容（Coss）：指MOS管漏极和栅极之间的电容，影响了MOS管的开关速度和功率损耗。

在实际应用中，需要根据具体电路要求来选择合适的MOS管，通常需要考虑的因素包括电压、电流、功率、频率、温度等因素。

同时，为了确保电路的可靠性，还需要注意MOS管的静态和动态特性匹配以及防止过温等问题。

因此，掌握MOS管的主要参数并选择合适的MOS管应用于具体电路是电子工程师们的必备技能和基本功。

MOS场效应晶体管的基本特性

MOSFET相比双极型晶体管的优点
（1）输入阻抗高：双极型晶体管输入阻抗约为几千欧，而场效应晶体管的输入阻抗可以达到109～1015欧；（2）噪声系数小：因为MOSFET是依靠多数载流子输运电流的，所以不存在双极型晶体管中的散粒噪声和配分噪声；（3）功耗小：可用于制造高集成密度的半导体集成电路；（4）温度稳定性好：因为它是多子器件，其电学参数不易随温度而变化。（5）抗辐射能力强：双极型晶体管受辐射后β下降，这是由于非平衡少子寿命降低，而场效应晶体管的特性与载流子寿命关系不大，因此抗辐射性能较好。
3．高输入阻抗由于栅氧化层的影响，在栅和其他端点之间不存在直流通道，因此输入阻抗非常高，而且主要是电容性的。通常，MOSFET的直流输入阻抗可以大于1014欧。 4．电压控制 MOSFET是一种电压控制器件。而且是一种输入功率非常低的器件。一个MOS晶体管可以驱动许多与它相似的MOS晶体管；也就是说，它有较高的扇出能力。 5．自隔离
说
明
公式（7-1）、（7-2）只适用于长沟道MOSFET。当沟道长度较短时，必须考虑短沟道效应，管子的阈值电压VT会随沟道长度L的减小而减小。这个问题将在以后讨论。
7.4 MOSFET的伏安特性
为了方便起见，先作以下几个假定：（1）漏区和源区的电压降可以忽略不计；（2）在沟道区不存在复合－产生电流；（3）沿沟道的扩散电流比由电场产生的漂移电流小得多；（4）在沟道内载流子的迁移率为常数；（5）沟道与衬底间的反向饱和电流为零；（6）缓变沟道近似成立，即跨过氧化层的垂直于沟道方向的电场分量与沟道中沿载流子运动方向的电场分量无关。
4qN D S 0 F 2kT N D ln C OX q ni

MOS场效应晶体管ppt课件

MOS 场效应晶体管基本结构示意图
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同偏压下的能带图及电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
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3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明，该变化的范围并不大。从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多晶体硅作栅电极。

MOS管的开关特性

第二章逻辑门电路§2·1 D、T及MOS管的开关特性一、 D的开关特性1、静态开关特性： D的基本特性—“单向导电性”。

在数字大信号时，其伏安特性可分段线性化：⑴正向特性：1 VD正≤VT（开启电压）时，ID=0，D截止。

（Si:VT=0.5V;Ge:VT=0.1V）2 VD正＞VT（开启电压）时，D导通。

（Si:VD正=0.7V;Ge:VD正=0.3V）∴D正向导通有“钳位”作用（V+、V-只差0.7V），忽略VD正=0.7V，相当“K”接通。

D正向导通“等效电路”：⑵反向特性：①│VD反│≤│BVR│时，D截止。

ID反=IO反向饱和电流很小。

（Si：IO＜1μA；Ge:几十μA）温度T↑→IO↑（Si:Io↑=2 IO/8℃；Ge: Io↑=2 IO/10℃∵Si的IO基数小，∴Si管温度特性好。

D反向截止有“隔离”作用，忽略IO,相当“K”断开。

②│VD反│＞│BVR│时，D反向击穿。

除稳压管为齐纳（电）击穿外，雪崩（电热）击穿、D烧坏。

2、动态开关特性指D在状态转换（导通截止）过程中的导电特性。

如图：∵D状态转换中，“内部电荷”发生变化。

∴内部电荷“建立”和“消散”过程，均有“延时”:①开启时间—t0n ; ②关断时间—t0ff (反向恢复时间tre)特别D在正向导通→反向截止时，PN结内部“存储电荷”存在，∴D不能立即截止，瞬间出现反向电流ID反'（违背单向导电性）。

通常： t0ff＞＞t0n (均很小) ；若信号频率不非常高，可忽略。

二、 T的开关特性1、静态开关特性：T的三种工作状态：①截止②放大导通③饱和导通“截止”和“饱和导通”的条件和特点：电路如图：⑴截止状态：VI=VIL若满足截止条件：“Vbe≤VT”（0.5V）→ T截止。

图中：Vbe=Vb=VIL－VR1≤0.5V则：be 结、bc结均反向→T截止。

其特点：1 Ib=－Icb0≈0 ② Ic=Icb0≈0③ Ie=0相当“K”断开。

模拟IC实验报告-MOS管基本特性测试等

实验一MOS管基本特性测试1.电路原理图：2.测试mos管的输出特性：测量的是一个noms的输出特性，noms的参数为w=1.5um,L=600nm. 横坐标为Vdd从0—>12V，纵坐标为漏极电流I D;3.mos管的转移特性曲线：横坐标表示输入电压V gs从0-5V变化，纵坐标表示的是漏极电流I D从转移特性曲线图可知，mos管的导通电压V th=0.853V4.改变Vdd,做出一组转移特性曲线：横坐标表示输入电压V gs从0-5V变化，纵坐标表示的是漏极电流I D由上至下分别表是Vdd1=12V，Vdd2=9.6V, Vdd3=7.2V, Vdd4=4.8V，Vdd5=2.4V时mos管的转移特性。

5.改变mos管的w/L，观察输出特性的变化解答：比较不同w,L的输出特性曲线组图，可以看出宽长比W/L 越大，输出的漏极电流也就越大。

即当其他条件相同时，漏极电流与mos管的宽长比成正比。

6.修改mos管的w/L，观察转移特性的变化：由不同W/L下的转移特性图可知，当Vgs=6V时，W/L越大，漏极电流I D也就越大，而g m=I D/Vgs 所以g m也就越大.实验三mos管共源放大电路的分析1.电路原理图：2.共源电路的电压传输曲线：3.在电压传输特性中选择一个适当的输出电压值作为工作点电压，并测量对应的偏置电压。

由测得的共源电路电压传输曲线，选取Vout=6.78V作为工作点电压，此时的偏执电压为V OFF=1.04V（斜率最大）4.测量电压传输特性中工作点附近的斜率，即电压放大倍数。

如上图电压传输特性曲线所示：求得A V=（7.28-6.78）/(1-1.04)=12.55.在偏置电压上叠加毫伏级正弦电压时的输出波形，并计算放大倍数：有图可求得放大倍数A V=（6.2－5.0）/0.1=126.测量电路的幅频响应：7.将幅频响应中低频增益和正弦电压增益以及电压传输特性斜率（增益）作比较。

MOS管的工作原理及特性

金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,
板级电路应用上，都十分广泛。

一、MOS管的工作原理
以增强型MOS管为例，我们先简单来看下MOS管的工作原理。

由上图结构我们可以看到MOS管类似三极管，也是背靠背的两个PN结！三极管的原理是在偏置的情况下注入电流到很薄的基区通过电子-空穴复合来控制CE 之间的导通，MOS管则利用电场来在栅极形成载流子沟道来沟通DS之间。

如上图，在开启电压不足时，N区和衬底P之间因为载流子的自然复合会形成一个中性的耗尽区。

给栅极提供正向电压后，P区的少子(电子)会在电场的作用下聚集到栅极氧化硅下，最后会形成一个以电子为多子的区域，叫反型层，称为反型因为是在P型衬底区形成了一个N型沟道区。

这样DS之间就导通了。

二、MOS管的特性
1、由于MOSFET是电压驱动器件(G极加电压控制电流)，因此无直流电流流入栅极。

2、要开通MOSFET，必须对栅极施加高于额定栅极阈值电压Vth的电压。

3、处于稳态开启或关断状态时，MOSFET栅极驱动基本无功耗(但是请注意交叉点附近，就是电压下降与电流上升导致的功耗)。

4、通过驱动器输出看到的MOSFET栅源电容根据其内部状态而有所不同。

5、MOSFET通常被用作频率范围从几kHz到几百kHz的开关器件。

这点尤其需要注意。

三、结语
希望本文对大家能够有所帮助。

实验一 MOS管的基本特性

实验一MOS管的基本特性一、实验目的1、熟练掌握仿真工具Hspice相关语法；2、熟练掌握MOS管基本特性；二、实验内容及要求1、熟悉Hspice仿真工具；2、使用Hspice仿真MOS的输出特性，当VGs从0~5V变化，Vds分别从1V、2V、3V、4V 和5V时的输出特性曲线；三、实验记录pmos.TEMP 25.0000.option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib 'gd018.l' TT* --- Voltage Sources ---vdd s 0 dc=-1.8vvgs g s 0vds d s dc=-0.9V* --- Inverter Subcircuit ---Mpmos d g s s PCH W=30U L=6U* --- Transient Analysis ---.dc vds 0 -1.8 -0.01 SWEEP vgs 0 -1.8 -0.2.print dc v(d) i(Mpmos).end仿真结果修改宽长比（红色部分为修改部分）.TEMP 25.0000.option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold .lib 'gd018.l' TT* --- V oltage Sources ---vdd s 0 dc=-1.8vvgs g s 0vds d s dc=-0.9V* --- Inverter Subcircuit ---Mpmos d g s s PCH W=50U L=20U* --- Transient Analysis ---.dc vds 0 -1.8 -0.01 SWEEP vgs 0 -1.8 -0.2 .print dc v(d) i(Mpmos).end在反相器中，宽长比会影响pmos管的上升时间，而宽长比决定于后级负载的大小，负载大时，宽长比就大，因此从宽长比的大小也和pmos的延时有关。

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