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MOSFET中,累积区是如何形成的,电容有何变化?

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Moonshot回答

MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)中的累积区形成和电容变化如下:

  1. 累积区形成:当栅极电压V_G小于阈值电压V_TH时,沟道区带正电荷,形成N型半导体上的正电荷层,称为累积区。此时沟道未形成,MOSFET处于截止状态。

  2. 电容变化:在累积区,栅氧层和沟道区相当于一个平行板电容器。栅极电压V_G相当于电容器的一个极板,沟道区相当于另一个极板。当V_G增加时,沟道区电荷量增加,相当于电容器带电量增加。由于电容器极板间距和介电常数不变,根据C=εA/d公式,电容基本保持不变。

  3. 从截止到导通:当V_G继续增加超过V_TH后,沟道区形成N型导电沟道,MOSFET从截止状态过渡到导通状态。此时栅极电压对沟道电荷的控制作用增强,沟道区电荷量随V_G增加而指数增加,导致跨导gm增加。

  4. 饱和区和线性区:MOSFET导通后,根据漏极电压V_D的不同,还可以分为饱和区和线性区。饱和区V_D较小,沟道区形成夹断区,跨导gm达到最大。线性区V_D较大,沟道区无夹断,跨导gm随V_D增加而减小。

总之,MOSFET的累积区形成和电容变化与栅极电压、沟道电荷、阈值电压等因素密切相关。通过精确控制栅极电压,可以实现对MOSFET工作状态的精确调控。

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