N 溝道增強型MOS管工作原理

（1）vGS 對 iD 及溝道的控制作用

① vGS=0 的情況

可以看出，增強型 MOS 管的漏極 d 和源極 s 之間有兩個背靠背的 PN 結。

當柵——源電壓 vGS=0 時，即使加上漏——源電壓 vDS，而且不論 vDS 的極性如何，總有一個 PN 結處于反偏狀態，漏——源極間沒有導電溝道，所以這時漏極

電流 iD≈0。

 ② vGS>0 的情況

若 vGS＞0，則柵極和襯底之間的 SiO2 絕緣層中便產生一個電場。電場方向垂直于半導體表面的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排斥空穴而吸引電子。排斥空穴：使柵極附近

的 P 型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動的受主離子(負

離子)，形成耗盡層。吸引電子：將 P 型襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表

面。

（2）導電溝道的形成：

當 vGS 數值較小，吸引電子的能力不強時，漏——源極之間仍無導電溝道出現，vGS 增加時，吸引到 P 襯底表面層的電子就增多，當 vGS 達到某一數值時，這些電子在柵極附近

的 P 襯底表面便形成一個 N 型薄層，且與兩個N+區相連通，在漏——源極間形成 N 型導電溝道，其導電類型與 P 襯底相反，故

又稱為反型層。vGS 越大，作用于半導體表面的電場就越強，吸引到 P 襯底表面的電子就越多，導電溝道越厚，溝道電阻越小。開始形成溝道時的柵——源極電壓稱為開啟電壓，

用 VT 表示。

上面討論的 N 溝道 MOS 管在 vGS＜VT 時，不能形成導電溝道，管子處于截止狀態。只有當 vGS≥VT 時，才有溝道形成。這種必須在 vGS≥VT 時才能形成導電溝道的MOS 管稱為

增強型 MOS 管。溝道形成以后，在漏——源極間加上正向電壓 vDS，就有漏極電流產生。vDS 對 iD 的影響，當 vGS>VT 且為一確定值時，漏——源電壓 vDS 對導電溝道及電流

iD 的影響與結型場效應管相似。漏極電流 iD 沿溝道產生的電壓降使溝道內各點與柵極間的電壓不再相等，靠近源極一端的電壓最大，這里溝道最厚，而漏極一端電壓最小，其值

為 VGD=vGS－vDS，因而這里溝道最薄。但當 vDS 較?。╲DS<vGS–VT）時，它對溝道的影響不大，這時只要 vGS 一定，溝道電阻幾乎也是一定的，所以 iD 隨 vDS 近似呈線性

變化。隨著 vDS 的增大，靠近漏極的溝道越來越薄，當 vDS 增加到使 VGD=vGS－vDS=VT(或 vDS=vGS－VT)時，溝道在漏極一端出現預夾斷。再繼續增大 vDS，夾斷點將向源極方向

移動。由于 vDS 的增加部分幾乎全部降落在夾斷區，故 iD 幾乎不隨 vDS 增大而增加，管子進入飽和區，iD 幾

乎僅由 vGS 決定。