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什么是nmos

NMOS英文全称为(wei)N-Metal-Oxide-Semiconductor。意思为(wei)N型(xing)金属-氧化物-半导体(ti)，而拥有这种(zhong)结构(gou)的晶体(ti)管(guan)我们称之(zhi)为(wei)NMOS晶体(ti)管(guan)。MOS晶体(ti)管(guan)有P型(xing)MOS管(guan)和(he)N型(xing)MOS管(guan)之(zhi)分。由(you)MOS管(guan)构(gou)成(cheng)(cheng)的集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路(lu)称为(wei)MOS集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路(lu)，由(you)NMOS组(zu)成(cheng)(cheng)的电(dian)(dian)路(lu)就(jiu)是NMOS集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路(lu)，由(you)PMOS管(guan)组(zu)成(cheng)(cheng)的电(dian)(dian)路(lu)就(jiu)是PMOS集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路(lu)，由(you)NMOS和(he)PMOS两种(zhong)管(guan)子组(zu)成(cheng)(cheng)的互(hu)补MOS电(dian)(dian)路(lu)，即(ji)CMOS电(dian)(dian)路(lu)。

什么是pmos

PMOS是指(zhi)n型(xing)衬底、p沟道，靠空穴的(de)流动运送电(dian)流的(de)MOS管。

P沟道(dao)(dao)MOS晶(jing)体管(guan)的空(kong)穴迁(qian)移率低(di)，因(yin)而在(zai)(zai)MOS晶(jing)体管(guan)的几(ji)何尺寸(cun)和(he)工(gong)作(zuo)电(dian)(dian)(dian)(dian)压绝(jue)对值(zhi)相等(deng)的情况下(xia)，PMOS晶(jing)体管(guan)的跨导(dao)小(xiao)于(yu)N沟道(dao)(dao)MOS晶(jing)体管(guan)。此外(wai)，P沟道(dao)(dao)MOS晶(jing)体管(guan)阈(yu)值(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压的绝(jue)对值(zhi)一般偏高，要(yao)求有(you)较高的工(gong)作(zuo)电(dian)(dian)(dian)(dian)压。它的供(gong)电(dian)(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的电(dian)(dian)(dian)(dian)压大小(xiao)和(he)极(ji)性，与双极(ji)型晶(jing)体管(guan)——晶(jing)体管(guan)逻辑电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)不(bu)兼容。PMOS因(yin)逻辑摆幅(fu)大，充电(dian)(dian)(dian)(dian)放电(dian)(dian)(dian)(dian)过程长，加之(zhi)器件跨导(dao)小(xiao)，所(suo)以(yi)工(gong)作(zuo)速度更低(di)，在(zai)(zai)NMOS电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)（见N沟道(dao)(dao)金属—氧化物—半导(dao)体集成电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)）出现(xian)之(zhi)后，多(duo)数(shu)已为NMOS电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)所(suo)取代。只是(shi)，因(yin)PMOS电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)工(gong)艺简单(dan)，价格便宜，有(you)些中规(gui)模和(he)小(xiao)规(gui)模数(shu)字控制(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)仍采用PMOS电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)技术。

nmos和pmos区别

在实际项目中(zhong)，我们基本都用增强型

mos管，分为(wei)N沟道(dao)和P沟道(dao)两种。我们(men)常(chang)用的(de)是NMOS，因为(wei)其(qi)导通电阻小，且容易制造。在(zai)(zai)MOS管原(yuan)理图上可以看到，漏(lou)极(ji)(ji)(ji)和源极(ji)(ji)(ji)之间(jian)有(you)一(yi)(yi)个(ge)寄生二极(ji)(ji)(ji)管。这(zhei)个(ge)叫体(ti)二极(ji)(ji)(ji)管，在(zai)(zai)驱动感性(xing)负载（如马达），这(zhei)个(ge)二极(ji)(ji)(ji)管很重要。顺便说一(yi)(yi)句，体(ti)二极(ji)(ji)(ji)管只(zhi)在(zai)(zai)单个(ge)的(de)MOS管中存(cun)在(zai)(zai)，在(zai)(zai)集成电路(lu)芯片内部通常(chang)是没有(you)的(de)。

1、nmos导通特性

NMOS的(de)(de)特性(xing)，Vgs大(da)于(yu)一定的(de)(de)值(zhi)就(jiu)会导通，适合用(yong)于(yu)源极(ji)接地(di)时的(de)(de)情况（低端驱(qu)动(dong)），只(zhi)要栅极(ji)电(dian)压达到4V或10V就(jiu)可以了。 PMOS的(de)(de)特性(xing)，Vgs小于(yu)一定的(de)(de)值(zhi)就(jiu)会导通，适合用(yong)于(yu)源极(ji)接VCC时的(de)(de)情况（高(gao)(gao)端驱(qu)动(dong)）。但是，虽然PMOS可以很方便地(di)用(yong)作(zuo)高(gao)(gao)端驱(qu)动(dong)，但由(you)于(yu)导通电(dian)阻大(da)，价格贵，替换种类少等原因，在高(gao)(gao)端驱(qu)动(dong)中，通常还(hai)是使用(yong)NMOS。

2、MOS开关管损失

不管(guan)是(shi)(shi)(shi)NMOS还是(shi)(shi)(shi)PMOS，导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)后都有(you)(you)导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)阻存在(zai)，这样电(dian)(dian)流(liu)(liu)就(jiu)会在(zai)这个(ge)(ge)电(dian)(dian)阻上消(xiao)耗(hao)能量，这部(bu)分消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)能量叫做导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)损耗(hao)。选择导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)阻小的(de)(de)(de)(de)MOS管(guan)会减(jian)小导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)损耗(hao)。现在(zai)的(de)(de)(de)(de)小功率(lv)MOS管(guan)导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)阻一(yi)般在(zai)几十(shi)毫欧左右，几毫欧的(de)(de)(de)(de)也(ye)(ye)有(you)(you)。 MOS在(zai)导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)和截(jie)止的(de)(de)(de)(de)时(shi)(shi)(shi)候，一(yi)定(ding)不是(shi)(shi)(shi)在(zai)瞬(shun)间(jian)(jian)完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。MOS两(liang)(liang)端的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)压(ya)(ya)有(you)(you)一(yi)个(ge)(ge)下降(jiang)的(de)(de)(de)(de)过(guo)程，流(liu)(liu)过(guo)的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)(you)一(yi)个(ge)(ge)上升的(de)(de)(de)(de)过(guo)程，在(zai)这段时(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)内(nei)，MOS管(guan)的(de)(de)(de)(de)损失(shi)是(shi)(shi)(shi)电(dian)(dian)压(ya)(ya)和电(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)乘(cheng)积(ji)，叫做开(kai)关损失(shi)。通(tong)(tong)(tong)(tong)常(chang)开(kai)关损失(shi)比导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)损失(shi)大(da)得多，而且(qie)开(kai)关频率(lv)越(yue)高，损失(shi)也(ye)(ye)越(yue)大(da)。 导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)瞬(shun)间(jian)(jian)电(dian)(dian)压(ya)(ya)和电(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)乘(cheng)积(ji)很大(da)，造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)损失(shi)也(ye)(ye)就(jiu)很大(da)。缩短开(kai)关时(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)，可以减(jian)小每次导(dao)通(tong)(tong)(tong)(tong)时(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)损失(shi)；降(jiang)低开(kai)关频率(lv)，可以减(jian)小单位时(shi)(shi)(shi)间(jian)(jian)内(nei)的(de)(de)(de)(de)开(kai)关次数。这两(liang)(liang)种办法都可以减(jian)小开(kai)关损失(shi)。

3、MOS管驱动

跟双极性(xing)晶体管相比，一(yi)(yi)般(ban)认为使MOS管导通不需(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)电(dian)(dian)(dian)流，只(zhi)要(yao)(yao)GS电(dian)(dian)(dian)压高于一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)值，就可(ke)以(yi)了。这个(ge)很容(rong)易做到，但是(shi)(shi)，我们还需(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)速度(du)。 在MOS管的(de)(de)(de)结构中(zhong)可(ke)以(yi)看到，在GS，GD之(zhi)间存在寄生(sheng)电(dian)(dian)(dian)容(rong)，而(er)MOS管的(de)(de)(de)驱动，实际上就是(shi)(shi)对(dui)电(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)充放电(dian)(dian)(dian)。对(dui)电(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)充电(dian)(dian)(dian)需(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)一(yi)(yi)个(ge)电(dian)(dian)(dian)流，因(yin)为对(dui)电(dian)(dian)(dian)容(rong)充电(dian)(dian)(dian)瞬间可(ke)以(yi)把(ba)电(dian)(dian)(dian)容(rong)看成短路(lu)，所以(yi)瞬间电(dian)(dian)(dian)流会(hui)比较(jiao)大。选择/设计MOS管驱动时第一(yi)(yi)要(yao)(yao)注意(yi)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)可(ke)提(ti)供瞬间短路(lu)电(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)大小。

第二注意(yi)的是，普遍(bian)用于高(gao)端驱(qu)动的NMOS，导通时需要是栅极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)大(da)(da)于源极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)。而高(gao)端驱(qu)动的MOS管导通时源极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)与漏极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)（VCC）相同，所以(yi)(yi)这时栅极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)要比VCC大(da)(da)4V或10V。如果在(zai)同一个系统里，要得到比VCC大(da)(da)的电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，就要专门的升压(ya)(ya)(ya)电(dian)(dian)路(lu)了(le)。很多马达驱(qu)动器都集成了(le)电(dian)(dian)荷(he)泵，要注意(yi)的是应该选择合适(shi)的外接电(dian)(dian)容，以(yi)(yi)得到足够的短(duan)路(lu)电(dian)(dian)流去(qu)驱(qu)动MOS管。

MOS集成电路包括

NMOS管(guan)组(zu)成的NMOS电路(lu)、PMOS管(guan)组(zu)成的PMOS电路(lu)及由NMOS和PMOS两种管(guan)子(zi)组(zu)成的互补(bu)MOS电路(lu)，即CMOS电路(lu)。

PMOS门电(dian)路与NMOS电(dian)路的原(yuan)理完全相同，只是电(dian)源极性相反(fan)而(er)已。

数字电路中MOS集(ji)成电路所使用的(de)MOS管(guan)均(jun)为增强(qiang)型管(guan)子，负载(zai)常用MOS管(guan)作(zuo)为有源负载(zai)，这样不仅节省了(le)硅片(pian)面积，而且(qie)简(jian)化了(le)工(gong)艺利于大规(gui)模集(ji)成。常用的(de)符号如图1所示。

N沟MOS晶体管

金(jin)属-氧化物-半导(dao)体(Metal-Oxide-SemIConductor)结构(gou)的晶体管(guan)(guan)(guan)简称MOS晶体管(guan)(guan)(guan)，有P型MOS管(guan)(guan)(guan)和N型MOS管(guan)(guan)(guan)之(zhi)分。MOS管(guan)(guan)(guan)构(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)称为(wei)MOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)，而PMOS管(guan)(guan)(guan)和NMOS管(guan)(guan)(guan)共(gong)同构(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的互补(bu)型MOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)即(ji)为(wei)CMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)。

由p型(xing)衬底和两个高(gao)浓度n扩散(san)区(qu)(qu)构成的MOS管(guan)叫作n沟(gou)道(dao)(dao)MOS管(guan)，该管(guan)导(dao)通时在两个高(gao)浓度n扩散(san)区(qu)(qu)间形成n型(xing)导(dao)电(dian)沟(gou)道(dao)(dao)。n沟(gou)道(dao)(dao)增(zeng)强型(xing)MOS管(guan)必(bi)须在栅极上施加正向偏压(ya)(ya)(ya)，且只有(you)(you)栅源电(dian)压(ya)(ya)(ya)大(da)于阈值电(dian)压(ya)(ya)(ya)时才有(you)(you)导(dao)电(dian)沟(gou)道(dao)(dao)产生的n沟(gou)道(dao)(dao)MOS管(guan)。n沟(gou)道(dao)(dao)耗尽(jin)型(xing)MOS管(guan)是指(zhi)在不(bu)加栅压(ya)(ya)(ya)（栅源电(dian)压(ya)(ya)(ya)为零）时，就有(you)(you)导(dao)电(dian)沟(gou)道(dao)(dao)产生的n沟(gou)道(dao)(dao)MOS管(guan)。

NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)是N沟道(dao)MOS电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)，NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)输入阻抗(kang)很高，基本上不需(xu)要(yao)吸收电(dian)(dian)(dian)流，因此(ci)，CMOS与(yu)NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)连接(jie)时不必(bi)考虑(lv)电(dian)(dian)(dian)流的(de)负载问题。NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)大多采用单组正电(dian)(dian)(dian)源(yuan)供电(dian)(dian)(dian)，并(bing)且以(yi)5V为(wei)多。CMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)只要(yao)选(xuan)用与(yu)NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)相同的(de)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)，就可与(yu)NMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)直接(jie)连接(jie)。不过，从NMOS到CMOS直接(jie)连接(jie)时，由于NMOS输出的(de)高电(dian)(dian)(dian)平低于CMOS集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)输入高电(dian)(dian)(dian)平，因而(er)需(xu)要(yao)使用一(yi)个（电(dian)(dian)(dian)位）上拉电(dian)(dian)(dian)阻R，R的(de)取值一(yi)般(ban)选(xuan)用2～100KΩ。

NMOS管的结构

在(zai)一块掺杂浓度较低(di)的(de)P型(xing)硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的(de)N+区，并用金属铝引出两个电极(ji)，分别(bie)作漏极(ji)d和源极(ji)s。

然后在(zai)半导体表面覆盖一层很薄的(de)二氧化硅(gui)(SiO2)绝缘(yuan)层，在(zai)漏(lou)——源极间(jian)的(de)绝缘(yuan)层上再装上一个铝电极,作为栅极g。

在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道(dao)增强型MOS管(guan)。MOS管(guan)的源(yuan)极和衬底通常是接在一起的(大(da)多数(shu)管(guan)子在出厂前(qian)已连接好)。

它(ta)的栅极(ji)与(yu)其它(ta)电极(ji)间是绝缘的。

图(a)、(b)分(fen)别是它的(de)结构示(shi)意图和代表符号。代表符号中的(de)箭头(tou)方向表示(shi)由(you)P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型(xing)MOS管的(de)箭头(tou)方向与上述(shu)相反，如图(c)所(suo)示(shi)。

N沟道增强型MOS管的工作原理

（1）vGS对iD及沟道的控制作用

① vGS=0 的情况

从图1(a)可以看出，增强型(xing)MOS管的漏(lou)(lou)极d和源(yuan)(yuan)极s之间有两个背(bei)靠背(bei)的PN结。当栅——源(yuan)(yuan)电压(ya)vGS=0时，即使加(jia)上漏(lou)(lou)——源(yuan)(yuan)电压(ya)vDS，而且不论(lun)vDS的极性如(ru)何，总有一个PN结处于反偏状态，漏(lou)(lou)——源(yuan)(yuan)极间没有导(dao)电沟道，所以这时漏(lou)(lou)极电流iD≈0。

② vGS>0 的情况

若vGS＞0，则栅(zha)极和衬(chen)底之间的SiO2绝缘层中便产生一个电场(chang)。电场(chang)方(fang)向垂直于半导体表面的由栅(zha)极指向衬(chen)底的电场(chang)。这个电场(chang)能排斥(chi)空穴而(er)吸引(yin)电子。

排斥(chi)空(kong)穴(xue)：使(shi)栅极附近的(de)P型(xing)衬(chen)底(di)中的(de)空(kong)穴(xue)被排斥(chi)，剩下不能移动的(de)受主离子(负离子)，形成耗尽层。吸引(yin)电子：将 P型(xing)衬(chen)底(di)中的(de)电子（少子）被吸引(yin)到衬(chen)底(di)表面(mian)。

（2）导电沟道的形成

当(dang)(dang)vGS数值(zhi)较小(xiao)，吸(xi)引(yin)电(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)能力不强时，漏(lou)——源极(ji)(ji)之间仍(reng)无导(dao)电(dian)(dian)(dian)(dian)沟(gou)道出现，如(ru)(ru)图(tu)1(b)所示(shi)。vGS增加时，吸(xi)引(yin)到(dao)(dao)P衬(chen)(chen)(chen)(chen)底(di)(di)(di)表面层(ceng)的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)就(jiu)增多(duo)，当(dang)(dang)vGS达到(dao)(dao)某一数值(zhi)时，这些电(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)在栅(zha)极(ji)(ji)附近的(de)P衬(chen)(chen)(chen)(chen)底(di)(di)(di)表面便形(xing)成一个N型(xing)(xing)薄层(ceng)，且与(yu)两个N+区(qu)相连(lian)通(tong)，在漏(lou)——源极(ji)(ji)间形(xing)成N型(xing)(xing)导(dao)电(dian)(dian)(dian)(dian)沟(gou)道，其导(dao)电(dian)(dian)(dian)(dian)类型(xing)(xing)与(yu)P衬(chen)(chen)(chen)(chen)底(di)(di)(di)相反，故又(you)称为反型(xing)(xing)层(ceng)，如(ru)(ru)图(tu)1(c)所示(shi)。vGS越(yue)大，作用(yong)于半(ban)导(dao)体表面的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)场就(jiu)越(yue)强，吸(xi)引(yin)到(dao)(dao)P衬(chen)(chen)(chen)(chen)底(di)(di)(di)表面的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)就(jiu)越(yue)多(duo)，导(dao)电(dian)(dian)(dian)(dian)沟(gou)道越(yue)厚，沟(gou)道电(dian)(dian)(dian)(dian)阻越(yue)小(xiao)。

开(kai)始(shi)形成(cheng)沟道时的栅——源极电(dian)压(ya)称(cheng)为开(kai)启电(dian)压(ya)，用VT表(biao)示。

上面(mian)讨论的(de)N沟道MOS管(guan)(guan)在vGS＜VT时，不能形成(cheng)(cheng)导电(dian)沟道，管(guan)(guan)子(zi)处于截止状态。只(zhi)有当vGS≥VT时，才有沟道形成(cheng)(cheng)。这种必须在vGS≥VT时才能形成(cheng)(cheng)导电(dian)沟道的(de)MOS管(guan)(guan)称(cheng)为(wei)增强型MOS管(guan)(guan)。沟道形成(cheng)(cheng)以后(hou)，在漏(lou)——源极间(jian)加上正向电(dian)压vDS，就(jiu)有漏(lou)极电(dian)流(liu)产(chan)生(sheng)。

vDS对iD的影响

如图(a)所示，当vGS>VT且为一确(que)定(ding)值(zhi)时，漏——源电(dian)压vDS对(dui)导电(dian)沟(gou)道及电(dian)流iD的影(ying)响与结(jie)型场效应管相似。

漏极电流iD沿沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等，靠近源极一端的电压最大，这里沟道最厚，而漏极一端电压最小，其值为VGD=vGS－vDS，因而这里沟道最薄。但当vDS较小（vDS

随着vDS的增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，靠近漏极的沟道越(yue)来越(yue)薄，当(dang)vDS增(zeng)(zeng)(zeng)加到使VGD=vGS－vDS=VT(或(huo)vDS=vGS－VT)时，沟道在(zai)漏极一端出现预夹断(duan)，如图(tu)2(b)所(suo)(suo)示。再(zai)继续增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)vDS，夹断(duan)点将向(xiang)源极方向(xiang)移动，如图(tu)2(c)所(suo)(suo)示。由于vDS的增(zeng)(zeng)(zeng)加部(bu)分(fen)几(ji)乎(hu)全部(bu)降落在(zai)夹断(duan)区(qu)，故iD几(ji)乎(hu)不随vDS增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)而增(zeng)(zeng)(zeng)加，管(guan)子进入饱和区(qu)，iD几(ji)乎(hu)仅由vGS决定。

N沟道增强型NMOS管(guan)的特性曲线(xian)、电流方程(cheng)及参(can)数

（1）特性曲线和电流方程

1）输出特性曲线

N沟(gou)道增强型(xing)NMOS管(guan)的输出特性曲线如图1(a)所示。与结型(xing)场(chang)效应管(guan)一样(yang),其输出特性曲线也可分(fen)为可变电(dian)阻区(qu)、饱和(he)区(qu)、截止区(qu)和(he)击穿区(qu)几部(bu)分(fen)。

2）转移特性曲线

转(zhuan)移(yi)特性(xing)曲(qu)线(xian)如(ru)图1(b)所(suo)示,由(you)于(yu)场(chang)效应管(guan)作放大器(qi)件(jian)使用时是工作在饱和区(恒流区),此(ci)时iD几乎(hu)不(bu)随vDS而变(bian)化,即(ji)不(bu)同的(de)(de)(de)vDS所(suo)对应的(de)(de)(de)转(zhuan)移(yi)特性(xing)曲(qu)线(xian)几乎(hu)是重合的(de)(de)(de),所(suo)以可用vDS大于(yu)某一(yi)数值(vDS＞vGS-VT)后的(de)(de)(de)一(yi)条转(zhuan)移(yi)特性(xing)曲(qu)线(xian)代(dai)替饱和区的(de)(de)(de)所(suo)有转(zhuan)移(yi)特性(xing)曲(qu)线(xian)。

3）iD与vGS的近似关系

与(yu)结型场效应管(guan)相类似。在(zai)饱和(he)区内(nei),iD与(yu)vGS的近似关(guan)系式为(wei)

式(shi)中IDO是vGS=2VT时的漏极电流iD。

（2）参数

MOS管(guan)(guan)(guan)的主要参数与结型场效(xiao)应管(guan)(guan)(guan)基本(ben)相同，只是增强型NMOS管(guan)(guan)(guan)中不用(yong)夹(jia)断电压(ya)VP ，而用(yong)开启电压(ya)VT表征管(guan)(guan)(guan)子的特性。

N沟道耗尽型MOS管的基本结构

（1）结构：

N沟道耗(hao)尽型NMOS管与N沟道增强型MOS管基本相似。

（2）区别：

耗(hao)尽型MOS管在vGS=0时(shi)，漏——源极间已有导电沟道(dao)产生(sheng)，而增强型NMOS管要在vGS≥VT时(shi)才出(chu)现(xian)导电沟道(dao)。

（3）原(yuan)因：

制造(zao)N沟(gou)道(dao)耗尽(jin)型(xing)MOS管(guan)时(shi)(shi)，在SiO2绝缘(yuan)层中掺入了大量的(de)碱金属(shu)正(zheng)离(li)子(zi)Na+或K+(制造(zao)P沟(gou)道(dao)耗尽(jin)型(xing)MOS管(guan)时(shi)(shi)掺入负离(li)子(zi))，如图1(a)所示(shi)，因此(ci)即使vGS=0时(shi)(shi)，在这些正(zheng)离(li)子(zi)产(chan)生(sheng)的(de)电(dian)场作用(yong)下，漏——源(yuan)极间(jian)的(de)P型(xing)衬底表面(mian)也能(neng)感应(ying)生(sheng)成N沟(gou)道(dao)(称(cheng)为初始沟(gou)道(dao))，只(zhi)要(yao)加(jia)上正(zheng)向(xiang)电(dian)压(ya)vDS，就有(you)电(dian)流iD。

如果加上正的vGS，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，iD增大。反之vGS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，iD减小。当vGS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，iD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VP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VP也为负值，但是，前者只能在vGS<0的情况下工作。而后者在vGS=0，vGS>0，VP

（4）电流方程(cheng)：

在饱和区(qu)内(nei)，耗尽型NMOS管的电流方(fang)(fang)程与结型场(chang)效应管的电流方(fang)(fang)程相同，即：

各(ge)种场效应(ying)管特性(xing)比(bi)较

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