MOS管结构|MOS管的IVcure解析分享-KIA MOS管
MOS管的结构
以N沟道横向MOS管为例，其结构如下图所示，在P型半导体表面有一层薄膜氧化膜，氧化膜上再镀一层金属膜。在这层金属膜上施加一个正向电压。进一步再添加两个n+区域分别作为源区和漏区。这样我们就有了下面这个示意图。
MOS管一般有三个级，分别是Source源极，Drain漏级和Gate栅极。
如果在同一个N型衬底上同时制造P沟道MOS管和N沟道MOS管（N沟道MOS管制作在P阱内），这就构成了CMOS。
MOS管分类
MOS管按照沟道中载流子类型分为N沟MOS晶体管和P沟道MOS晶体管。其中N沟道MOS晶体管是衬底为P型，源漏为重掺杂的N=，沟道中载流子为电子；P沟MOS晶体管是衬底为N型，源漏为重掺杂的P+，沟道中载流子为空穴。在正常情况下，只有一种类型的载流子在工作，引出也称其单极晶体管。
按工作模式分增强型晶体管和耗尽型晶体管。增强型晶体管是指若在零栅压下不存在漏源导电沟道，为了形成导电沟道，需要施加一定的栅压，也就是说沟道要通过“增强”才能导通；
而耗尽型晶体管是指器件本身在漏源之间就存在导电沟道，即使在零栅压下器件也是导通的。若要使器件截止，就必须施加栅压使沟道耗尽。
按功率分为小信号管和功率管。其中小信号管一般是指耗尽型场效应管，主要用于信号电路的控制；功率管一般是指增强型的场效应管，只要在电力开关电路，驱动电路等。
MOS管的IVcure
MOS管的IVCurve如下图所示：
其主要分为4个区域，分别为线性区、饱和区、截止区和击穿区。
MOS管的IVcure解析：线性区，对于固定的Vgs（》Vth），当漏压很小时，漏电流Ids随漏压的增加而线性增加。
但随着漏压的增加，漏电流的增加速度不断减小直到Ids达到某一恒定的饱和值。在这个工作区，MOS表现出类似于电阻的特性，并且随着栅压的变化而变化，即沟道电阻随着栅压的增加而减小。这个区域也叫可调电阻区。
饱和区，在漏源之间接上电压Vds，则沟道区的电位从靠近源端的零电位逐渐升高到靠近漏断的Vds。而栅极的电位是恒定的，所以在沟道从源极到漏极不同位置上，栅极与沟道之间的电位差是不等的，因而沟道不同位置上的表面电场也是不等的。
那么沟道中积累的可动载流子也随着电位差从源到漏由多到少，沟道也由厚到薄，沟道的导电能力随之下降，漏源输岀电流随Vds上升的速度降下来，故Ids曲线逐渐趋向平缓。
当Vds进一步增大时：Vds＞Vgs-Vt，漏端的沟道消失，即漏端的沟道被夹断，这个夹断区成了漏源之间电流通路上最大的区域。
在夹断后Vds的继续增大都集中在降落夹断区，因此尽管Vds增大了，沟道两端的电压降仍是Vgs-Vt不变。这使得经过沟道漂移进度夹断区的电子流也基本上不随Vds的增加而改变，Ids也就不变了，所以曲线几乎变成直线。
击穿区，饱和区之后，若Vds进一步增加，晶体管进入击穿区，Ids随Vds迅速增大，直至引起漏-衬PN结击穿，这是由于漏端高电场引起的。
截止区，在该区域，Vgs＜Vth，因此漏源之间不存在导电沟道，即Ids=0。但实际上漏源电流并不为0，而是按指数规律随栅压变化，通常称为弱反型电流或亚域值电流。
在弱反型时，P型硅表面变为N型，但这种反型很弱，表面电子浓度低于体内空穴的浓度。由于低的电子浓度沿沟道产生的电场较低，因此亚域值电流主要由载流子扩散引起。
MOSFET的特征
双边对称。在电学性质上源和漏是可以相互交换的。与双极型晶体管相比，显然有很大不同，对于双极型晶体管，如果交换发射极与集电极，晶体管的增益将明显下降。
单极性。在MOS晶体管中参与导电的只是一种类型的载流子，这与双极型晶体管相比也显著不同。在双极型晶体管中，显然一种类型的载流子在导电中起着主要作用，但与此同时，另一种载流子在导电中也起着重要作用。
高输入阻抗。由于栅氧化层的影响，在栅和其他端点之间不存在直流通道，因此输入阻抗非常高，而且主要是电容性的。通常，MOSFET的直流输入阻抗可以大于1014欧。
电压控制。MOSFET是一种电压控制器件。而且是一种输入功率非常低的器件。一个MOS晶体管可以驱动许多与它相似的MOS晶体管；也就是说，它有较高的扇出能力。
自隔离。由MOS晶体管构成的集成电路可以达到很高的集成密度，因为MOS晶体管之间能自动隔离。一个MOS晶体管的漏，由于背靠背二极管的作用，自然地与其他晶体管的漏或源隔离。这样就省掉了双极型工艺中的既深又宽的隔离扩散。
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