pinnacle平博体育开户官方入口

当NMOS管的栅极与源极短接（即NMOS管的栅／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／源之间加上止向电压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。在正的栅源电压作用下，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，也可产生高达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，留下不能移动的受主离子（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时，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，产生了漏极电流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VG D=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。沟道被夹断后，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管工作在饱和区，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，电子在该电场作用下被吸收到漏区而形成了从源区到漏区的电流。