這種類型的MC)SFET通常制作于P型半導(dǎo)體襯底上,由兩個(gè)高傳導(dǎo)率的N型半導(dǎo)體源極和漏極,M1MA151WAT1G通過(guò)反向偏置的PN結(jié)二極管將其與P型半導(dǎo)體襯底隔離,柵極氧化物將柵極與半導(dǎo)體襯底分離,金屬或多晶硅柵覆蓋源極和漏極之間的區(qū)域構(gòu)成,其基本結(jié)構(gòu)示。施加到柵極的電壓控制電子從源極到漏極的流動(dòng)。施加到柵極的正電壓吸引電子到柵電介質(zhì)和半導(dǎo)體之間的界面處,繼續(xù)增加?xùn)烹妷?界面處的少子電子濃度將超過(guò)半導(dǎo)體襯底的多子空穴濃度,形成稱之為反轉(zhuǎn)層的導(dǎo)電溝道。由于柵極氧化物阻擋了任何載流子的流動(dòng),因此,無(wú)需柵極電流就可以維持界面處的反型層。結(jié)果是所施加的柵極電壓控制源極至漏極之間的電流流動(dòng)。施加一個(gè)負(fù)電壓于柵極上將造成襯底內(nèi)空穴濃度的增加;由于空穴本身就是P型襯底的主要載流子,原先的特性不會(huì)有太大的變化。若MOS晶體管在強(qiáng)反型下主要的載流子是電子,則稱之為N溝道MOS晶體管,簡(jiǎn)稱NM(E;若為空穴,則稱之為PMOS。M()s電容的大小與氧化層的介電常數(shù)和面積成正比,與氧化層厚度成反比。使用越高介電常數(shù)的材料,越大的電容面積和越薄的介電層厚度,將得到越大的M()s電容。

   一塊薄層半導(dǎo)體受橫向電場(chǎng)影響而改變其電阻的現(xiàn)象稱為場(chǎng)效應(yīng)。利用場(chǎng)效應(yīng),使自 身具有放大信號(hào)功能的器件稱為場(chǎng)效應(yīng)器件。在這種器件薄層半導(dǎo)體的兩端接兩個(gè)電極稱 為源和漏�？刂茩M向電場(chǎng)的電極稱為柵。根據(jù)器件柵、源漏以及溝道結(jié)構(gòu)的不同,場(chǎng)效應(yīng)晶 體管可以分為以下幾種:①采用金屬一絕緣體一半導(dǎo)體的系統(tǒng)構(gòu)成的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管(Meta1C)xide Semi∞nductor Field Effect Transistor,MOSFET);②采用PN結(jié) 構(gòu)成柵極的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(J unction Fiel扯Effcct Transistor,JFET);③采用金屬與半導(dǎo)體 接觸肖特基勢(shì)壘結(jié)構(gòu)成柵極的MESFET場(chǎng)效應(yīng)晶體管;④高電子遷移率晶體管 (HEMT),這種器件在結(jié)構(gòu)上與MESFET類似,但是在工作機(jī)理上卻更接近于M(,SFET。⑤無(wú)結(jié)金屬一氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Junctionless Field Effect Transistor,JI'FET); ⑥量子阱場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

   本節(jié)我們將主要討論N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(nMOsFET)或N溝道 MOSFET。