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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 电气安装工程 > 3.3.1-MOS管的开关特性
3.3CMOS门电路§3.3.1MOS管的开关特性在CMOS集成电路中,以金属-氧化物-半导体场效应管(MOS管)作为开关器件。一、MOS管的结构和工作原理PNNGSD金属铝两个N区SiO2绝缘层P型衬底导电沟道GSDN沟道增强型源极栅极漏极vGS=0时PNNGSDvGSvDSiD=0D、S间相当于两个背靠背的PN结SDB不论D、S间有无电压,均无法导通,不能导电。PNNGSDVDSVGSvGS0时vGS足够大时(vGSVGS(th)),形成电场G—B,把衬底中的电子吸引到上表面,除复合外,剩余的电子在上表面形成了N型层(反型层)为D、S间的导通提供了通道。VGS(th)称为阈值电压(开启电压)源极与衬底接在一起N沟道可以通过改变vGS的大小来控制iD的大小。二、MOS管的输入、输出特性对于共源极接法的电路,栅极和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离,所以栅极电流为零。输出特性曲线(漏极特性曲线)夹断区(截止区)用途:做无触点的、断开状态的电子开关。条件:整个沟道都夹断)(thGSGSvv0Di特点:可变电阻区特点:(1)当vGS为定值时,iD是vDS的线性函数,管子的漏源间呈现为线性电阻,且其阻值受vGS控制。(2)管压降vDS很小。用途:做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。条件:源端与漏端沟道都不夹断恒流区:(又称饱和区或放大区)特点:(1)受控性:输入电压vGS控制输出电流2)(1thGSGSDSDVvIi(2)恒流性:输出电流iD基本上不受输出电压vDS的影响。条件:(1)源端沟道未夹断(2)漏端沟道予夹断用途:可做放大器和恒流源。三、MOS管的基本开关电路当vI=vGSVGS(th)时,MOS管工作在截止区。D-S间相当于断开的开关,vO≈vDD.当vIVGS(th)且vI继续升高时,MOS管工作在可变电阻区。MOS管导通内阻RON很小,D-S间相当于闭合的开关,vO≈0。四、MOS管的四种基本类型GSDN沟道耗尽型GSDN沟道增强型GSDP沟道增强型GSDP沟道耗尽型在数字电路中,多采用增强型。
本文标题:3.3.1-MOS管的开关特性
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