我們經(jīng)常會(huì)提到NMOS和PMOS,并且微碧在往期講過不少兩者在一些應(yīng)用領(lǐng)域中的情況。但是很少對(duì)兩者的基本情況進(jìn)入深入探討,今天我們來對(duì)兩者之間的區(qū)別進(jìn)行簡單的講解(以電流和導(dǎo)通條件為主)。
NMOS的電流流向和導(dǎo)通條件:
NMOS(N溝道MOSFET)
電流流向:
NMOS的電流流向是從源極(S)到漏極(D)。當(dāng)正向偏置電壓施加在柵極(G)和源極之間時(shí),電流從源極流向漏極,即S-D。
電流可由D-->S(nmos),也可S-->D(pmos)。主要是看源極和漏極之間的電位,漏極電位高于源極,電流D到S。源極電位高于漏極,電流S到D。
導(dǎo)通條件:
NMOS的導(dǎo)通條件是當(dāng)柵極和源極之間的電壓(Vgs)大于或等于閾值電壓(Vth)時(shí)。閾值電壓是一個(gè)特定的電壓值,它決定了MOSFET是否導(dǎo)通。一旦Vgs大于或等于Vth,NMOS就會(huì)導(dǎo)通。此時(shí),柵極和漏極之間的電壓(Vgd)可以是正值或零。
PMOS的電流流向和導(dǎo)通條件:
PMOS(P溝道MOSFET)的電流流向和導(dǎo)通條件如下所述。
電流流向:
PMOS的電流流向是從漏極(D)到源極(S)。當(dāng)負(fù)向偏置電壓施加在柵極(G)和源極之間時(shí),電流從漏極流向源極,即D-S。
導(dǎo)通條件:
PMOS的導(dǎo)通條件是當(dāng)柵極和源極之間的電壓(Vgs)小于或等于閾值電壓(Vth)時(shí)。閾值電壓是一個(gè)特定的電壓值,它決定了MOSFET是否導(dǎo)通。一旦Vgs小于或等于Vth,PMOS就會(huì)導(dǎo)通。此時(shí),柵極和漏極之間的電壓(Vgd)可以是負(fù)值或零。
S是源極,D是漏極
對(duì)于NMOS,載流子是電子,我們知道電子的流向都是從源極到漏極,但是電流的流向是從漏極到源極。
對(duì)于PMOS,載流子是空穴對(duì),空穴對(duì)的流向也是從源極到漏極,與NMOS不同的是PMOS電流的方向也是從源極到漏極,注意區(qū)分。
以常見的Silicon-On-Insulator(SOI)技術(shù)制造的NMOS和PMOS為例。
對(duì)于NMOS:
- 閾值電壓(Vth):通常在0.2V到0.7V之間,具體取決于器件的尺寸和工藝。
- 電流流向:從源極到漏極(S到D)。
對(duì)于PMOS:
- 閾值電壓(Vth):通常在-0.2V到-0.7V之間,具體取決于器件的尺寸和工藝。
- 電流流向:從漏極到源極(D到S)。
說明:閾值電壓影響因素:襯底摻雜濃度,金屬半導(dǎo)體功函數(shù),柵氧化層電容,關(guān)于襯底偏置效應(yīng)等。
NMOS和PMOS兩者的襯底濃度不為相同,然而,襯底濃度越大,對(duì)應(yīng)MOS管的閾值電壓也越大,所以一般PMOS的閾值電壓都要比NMOS要更大一些。
需要注意的是,以上數(shù)據(jù)僅供參考,實(shí)際的閾值電壓和電流流向可能因不同器件和工藝而有所不同。
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