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mos场效应管的金属—氧化层—半导体结构


  金氧mos场效应管在结构上以一个金属—氧化物层—半导体的电容为核心(现在的金氧半场效晶体管多半以多晶硅取代金属作为其栅极材料),氧化层的材料多半是二氧化硅,其下是作为基极的硅,而其上则是作为栅极的多晶硅。这样的结构正好等于一个电容器(capacitor),氧化层为电容器中介电质(dielectric material),而电容值由氧化层的厚度与二氧化硅的介电常数(dielectric constant)来决定。栅极多晶硅与基极的硅则成为MOS电容的两个端点。
   当一个电压施加在MOS电容的两端时,半导体的电荷分布也会跟着改变。考虑一个p型的半导体(电洞浓度为NA)形成的MOS电容,当一个正的电压VGB施加在栅极与基极端(如图)时,电洞的浓度会减少,电子的浓度会增加。当VGB够强时,接近栅极端的电子浓度会超过电洞。这个在p-type半导体中,电子浓度(带负电荷)超过电洞(带正电荷)浓度的区域,便是所谓的反转层(inversion layer)。
MOS电容的特性决定了金氧半场效晶体管的操作特性,但是一个完整的金氧半场效晶体管结构还需要一个提供多数载流子(majority carrier)的源极以及接受这些多数载流子的漏极。
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