CMOS基础知识（一）

2024-07-11 00:34:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

半导体器件-MOS管 MOS管MOS管器件符号MOS器件结构集成电路版图中的MOS MOS管的工作状态及相关参数过程一（都接地）过程二（形成耗尽层）过程三（形成反型层）过程四（形成电流）过程五（沟道夹断：进入饱和区）过程六（饱和区）重要参数—阈值电压 I/V特性曲线电流密度与电荷密度的基本概念电流棒中的电流密度NMOS管中未夹断时的电荷密度NMOS管中夹断时的电荷密度构建等式（MOS管中的电流公式）MOS管一级模型三极管区/可变电阻区过驱动电压饱和区/恒流区模拟CMOS设计最基本的方程式合并两个I/V曲线

MOS管 MOS管器件符号在集成电路设计中，对于模拟集成电路来说，衬底是不可忽略的设计对象，衬底的掺杂浓度决定了很多因素，所以往往在模拟集成电路中，把MOS管看成一个四端口器件；而对于数字电路来说，要求没那么苛刻，则可看成三端口器件。在这里插入图片描述

MOS器件结构

在这里插入图片描述

结构：红色：多晶硅形成的栅极G(gate)；绿色：源极S(source)和漏极D(drain)；黄色：衬底B(bulk)；物理尺寸：源-漏极之间有一定距离，称为沟道长度；Leff：有效沟道长度；Ldrawn：沟道绘制长度；LD：栅横向扩散长度；tox：栅极绝缘层；集成电路设计者可以决定的是： W/L：宽长比，其中的L为Ldrawn；Vth：阈值电压；集成电路版图中的MOS

NMOS和PMOS组成反相器在这里插入图片描述

剖面图 NMOS管：源漏极是N型材料，浅绿色的N+表示；衬底电位由右边的P+提供；栅极即红色ploy； PMOS管：源漏极是P型材料，紫红色的P+表示；衬底电位由左边浅绿色的N+提供；栅极即红色ploy；注意：在硅工艺中一般采用P型衬底，相当于总衬底，那么在PMOS管工艺中要先构建N-阱，再在上面做N+； MOS管的工作状态及相关参数以NMOS增强型为例过程一（都接地）

在这里插入图片描述

MOS管处于截止状态，无导电沟道；栅极下方是两个背靠背的反向PN结（相当于两个二极管）；过程二（形成耗尽层）

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当0VGS-VTH，即VGD=VGS-VDS

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