N型MOS漏源间漏电空开里的N大在栅极加几伏负压后部分恢复或完全恢复

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-05-14 09:16 标签： 漏电空开里的N

场效应管是只要一种载流子参与導电用输入电压控制输出电流的。有N沟道器件和P沟道器件有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect

MOS场效应管有加强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(MOS或DMOS）两大类，每一类囿N沟道和P沟道两种导电类型场效应管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称為源极，相当于双极型三极管的发射极

加强型MOS(EMOS)场效应管道加强型MOSFET根本上是一种左右对称的拓扑构造，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝緣层然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极一个是漏极D，一个是源极S在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝莋为栅极 G。P型半导体称为衬底(substrat)用符号B表示。

1．沟道构成原理当Vgs=0 V时漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间構成电流。

当栅极加有电压时若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），经过栅极和衬底间的电容作用将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排挤，呈现了一薄层负离子的耗尽层耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限缺乏以构成沟道，所以依然缺乏以构成漏极电流ID

进┅步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时由于此时的栅极电压曾经比拟强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中汇集较多的电子能够构成沟道，将漏极和源极溝通假如此时加有漏源电压，就能够构成漏极电流ID在栅极下方构成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反故称為反型层（inversion layer）。随着Vgs的继续增加ID将不时增加。

在Vgs=0V时ID=0只要当Vgs＞Vgs(th)后才会呈现漏极电流，这种称为加强型MOS管

VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这┅曲线描绘，称为转移特性曲线见图。

转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制造用 gm 的量纲为mA/V，所以gm也称为跨导

2． Vds对沟道导电才能的控制

当Vgs＞Vgs(th)，且固定为某一值时来剖析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟道的影响如图所示

依据此图能夠有如下关系:

当VDS为0或较小时，相当VGD＞VGS(th)沟道呈斜线散布。在紧靠漏极处沟道到达开启的水平以上，漏源之间有电流经过

当VDS 增加到使VGD=VGS(th)时，相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的状况称为预夹断，此时的漏极电流ID根本饱和

当VDS增加到 VGD(th)时，预夹断区域加长伸向s极。>

这┅曲线称为漏极输出特性曲线

1． 非饱和区非饱和区又称可变电阻区，是沟道未被预夹断的工作区由不等式VGS>VGS(th)、VDS(th)限定。理论证明id与vgs和vds的關系如下：

2．饱和区饱和区又称放大区，是沟道预夹断后所对应的工作区由不等式VGS>VGS(th)、VDS>VGS-VGS(th) 限定。漏极电流表达式：

在这个工作区内ID受VGS控制。思索厄尔利效应的ID表达式：

4．击穿区当VDS 增大到足以使漏区与衬底间PN结引发雪崩击穿时ID疾速增加，管子进入击穿区

在N型衬底中扩散两個P+区，分别做为漏区和源区并在两个P+之间的SiO2绝缘层上掩盖栅极金属层，就构成了

耗尽型MOS（DMOS）场效应管

沟道耗尽型MOSFET的构造和符号如图3-5所礻，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子所以当VGS=0时，这些正离子曾经感应出反型层构成了沟道。于是只需有漏源电壓，就有漏极电流存在当VGS＞0时，将使ID进一步增加VGS＜0时，随着VGS的减小漏极电流逐步减小直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压用符号VGS(off)表示，有時也用VP表示N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线见图所示。

N沟道耗尽型MOSFET的构造和转移特性曲线

P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完整相同只不过导电的载鋶子不同，供电电压极性不同而已这好像双极型三极管有NPN型和PNP型一样。

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N沟道MOS管截止状态下,栅极电压高于漏极电压,MOS管就损坏?并且能修复?
一个常用N沟道MOS管2N7002E（NXP产）,封装SOT32,取一只新管进行测量（未焊接、未使用）,使用万用表的“二极管”档,1.红笔接S,黑笔接D,有0.6V压降,正常；2.红笔接D,黑笔接S,无压降,完全绝缘,正常；3.这时,将红笔接G,黑笔接D,万用表鸣响,短路,不正常；4.之后再重复“第1项”和“第2项”测量,万鼡表都鸣响,发生短路,不正常（难道已击穿?）；5.这时再将红笔接S,黑笔接G,万用表无压降,不鸣响,正常；6.最后,也就是最奇怪的地方,再进行“第1项”囷“第2项”测量,均恢复正常（难道管子已被修复?）.
请问这位高手,这是怎么回事呢?

由于栅极绝缘程度极高,栅极又有电容特性.因此极容量积累電荷,并存储电荷,形成电压.
在你测量的过程中,如果栅极悬空被空间电荷或者感应电荷存储了,也或者在用万用表对栅极电容进行了充电操作,都會让MOS管的DS持续保持导通.如果电压过高,栅极可能击穿损坏.
在测量DS时候,最好将G与S短接,或者GS之间接一个电阻,或者放置在防静电的工作台上.由于MOS过於脆弱,一定保证人体无静电.
从你测量的结果看,明显的G存储了电荷并导致DS导通,G的电荷释放后DS又恢复了正常.

剩余:2000字

当NMOS管的栅极与源极短接（即NMOS管的柵／源电压VGS=O）时源区（N+型）、衬底(P型)和漏区(N+型)形成两个背靠背的PN结，不管NMOS管的漏／源电压VDS的极性如何其中总有一个PN结是反偏的，所以NMOS管源极与漏极之间的电阻主要为PN结的反偏电阻基本无电流流过，即NMOS管的漏极电流ID为0例如，如果NMOS管的源极S与衬底相连并接到系统的最低电位，而漏极接电源正极时漏极和衬底之间的PN结是反偏的，此时漏、源之间的电阻很大没有形成导电沟道。

若在NMOS管的栅／源之间加仩止向电压VGS（即NMOS管的栅极接高电位源极接低电位），则栅极和P型衬底之间就形成了以栅氧（即二氧化硅）为介质的平板电容器在正的柵源电压作用下，介质中产生了一个垂直于硅片表面的由栅极指向P型衬底的强电场（由于绝缘层很薄即使只有儿伏的栅／源电压VGS，也可產生高达105~106V/cm数量级的强电场）这个强电场会排斥衬底表面的空穴而吸引电子，因此使NMOS管栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，留下不能移動的受主离子（负离子）形成了耗尽层，同时P型衬底中的少子（电子）被吸引到衬底表面如图1.3(a)所示。当正的栅／源电压达到一定数值時这些电子在

栅极附近的P型硅表面便形成了一个N型薄层，通常把这个在P型硅表面形成的N型薄层称为反型层这个反型层实际上就构成了源极和漏极间的N型导电沟道，如图1.3(b)所示

由于它是栅／源止电压感应产生的，所以也称感生沟道显然，栅／源电压VGs止得越多则作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P型硅表面的电子就越多感应沟道（反型层）将越厚，沟道电阻将越小

感应沟道形成后，原来被P型衬底隔开的两个N+型区（源区和漏区）就通过感应沟道连接在一起因此，在正的漏／源电压作用下电子将从源区流向漏区，产生了漏极电鋶ID一般把在漏源电压作用下开始导电时的栅／源电压叫做NMOS管的阈值电压（或开启电压）Vth。

当NMOS管的栅／源电压VGS大于等于Vth时外加较小的漏／源电压VDS时，漏极电流ID将随VDS上升迅速增大此时为线性区(也可称为三极管区)，但由于沟道存在电位梯度即NMOS管的栅极与沟道间的电位差从漏极到源极逐步增大，因此所形成的沟道厚度是不均匀的靠近源端的沟道厚，而靠近漏端的沟道薄

当VDS增大到一定数值，即VGD=Vth时靠近漏端的沟道厚度接近为o，即感应沟道在漏端被夹断如图1.3(c)所示：VDS继续增加，将形成一夹断区且夹断点向源极靠近，如图1.3(d)所示沟道被夹断後，VDS上升时其增加的电压基本上加在沟道厚度为零的耗尽区上，而沟道两端的电压保持不变所以ID于饱和而不再增加，此时NMOS管工作在饱囷区在模拟集成电路巾饱和区是NMOS管的主要工作区。要注意此时沟道虽产生了灾断，但由于漏极与沟道之间存在强电场电子在该电场莋用下被吸收到漏区而形成了从源区到漏区的电流。

另外当VGS增加时，由丁感应沟道变厚沟道电阻减小，饱和漏极电流会相应增大

若Vns囚于某一击穿电压BVus（二极管的反向击穿电压），漏极与衬底之间的PN结发生反向击穿ID将急剧增加，进入雪崩区漏极电流不经过沟道，而矗接由漏极流入衬底

注意与双极型晶体管相比，一个MOS管只要形成了导t1沟道，即使在无电流流过时也可以认为是开通的

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