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标题: 关于MOS管进入饱和区后电流的流向问题 [打印本页]

作者: jiang330226 时间: 2009-10-12 23:00
标题: 关于MOS管进入饱和区后电流的流向问题
当反形层沟道夹断后，源端电子怎么到漏端呢？夹断点到漏端还有一段距离，这里可以走电流吗，这段距离已经不是反形层了，是什么导电原理呢？

作者: sarahsarah 时间: 2009-10-13 03:08
电子还是可以过去的

作者: cczhanglc 时间: 2009-10-13 08:55
高手来答一下吧

作者: cczhanglc 时间: 2009-10-13 09:26
it is similar to the case of carrier injection from an emitter-base junction to the base-collector depletion region of a bipolar transistor.施敏的原话

作者: 122013137 时间: 2009-10-13 09:49
耗尽区扫过去的

作者: 海之子306916 时间: 2009-10-13 10:06
加断点处电压是vgs-vthn，从加断点到漏端电压是vds-vgs+vthn，正是这个电压把从源端流到夹断点的电子迁移到漏端，故电流基本保持不变

作者: bellona 时间: 2009-10-13 14:15
耗尽层自己提供不了载流子，但是源端和漏端的载流子可以在耗尽层的电场作用下迁移过去

作者: lgy737 时间: 2009-10-13 14:52

加断点处电压是vgs-vthn，从加断点到漏端电压是vds-vgs+vthn，正是这个电压把从源端流到夹断点的电子迁移到漏端，故电流基本保持不变
海之子306916 发表于 2009-10-13 10:06

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既然是耗尽区，就是说没有自由载流子，即使电压加上，怎么会有电流？正是楼主不解之处。楼上关键地方还没有说清楚。
设La是夹断区（即耗尽区）长度，则一个大小为（vds-vgs+vthn）/La的电场加在耗尽区两端，电场方向从d指向夹断点（右指向左），电场把耗尽区右侧一个电子从晶格中抽离，留下空位即空穴，紧邻左侧晶格的电子又跳入该空位，如此这般，直到夹断点的一个自由电子移入耗尽区左侧，电子就是这样“穿过”耗尽区的。这是一个连续过程，就形成了饱和电流IDSsat
大家可以回忆一下NPN三极管的工作原理，从e区注入b区的电子是怎样被c区收集的，原理是一样的。

作者: USTM 时间: 2009-10-13 14:52
车开快了，有个小沟小坎的也能冲过去啦~~~~

作者: hejin1795 时间: 2009-10-13 16:01
其实“关于MOS管进入饱和区后电流的流向问题”，可以直接做直流分析，就是DC analysis，就可知道the direction of the current operating in the saturation region.

作者: jiangyanjin 时间: 2009-10-13 16:12

车开快了，有个小沟小坎的也能冲过去啦~~~~
USTM 发表于 2009-10-13 14:52

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这个比喻不错！

作者: sean_4413 时间: 2009-10-13 20:26
8# lgy737

学习了，谢谢！

作者: hdkj314 时间: 2009-10-14 12:46
电子到那个位置就直接拉过去了

作者: floppish 时间: 2009-10-14 15:36
我映像中是被电场扫过去的，3年前的映像了

作者: tjjbraye 时间: 2009-11-11 13:43
看看半导体物理吧，电子到这里是被电场拉过去的
以夹断点为限
在夹断前是扩散过程
夹断后是漂移过程

作者: wind2000sp3 时间: 2009-11-11 15:29
本帖最后由 wind2000sp3 于 2009-11-11 15:32 编辑

我想楼主想问这个问题：耗尽层中的自由电荷既然被束缚（或者释放）了，或者说自由载流子已经复合了，那么耗尽层到底是个什么东西，导体还是绝缘体？
回答这个问题还要从半导体物理的原理说起，半导体有三个能带：导带、价带和禁带。当价带内的载流子获得足够的能量后越过禁带到达导带，从而成为载流子。获取能量的方法据我所知有两种：1. 热能，增加晶格震动；2. 电动势能，也就是电场，使载流子在一个扩散长度内能够被持续加速。在耗尽层中，几乎所有的载流子都被禁锢在晶格之中，换句话说，价带的能级已经被填满了。这么多的载流子没有获得足够的能量，不能越过禁带。同时，形成内建电场。所以，这个状态下耗尽层是被认做绝缘体的；
但是，当耗尽层内所有的n型半导体已经释放出自由电子，同时p型半导体已经复合自由空穴时，价带内的所有能级已经被填满了。所以这时候如果有多余的电子（或者空穴）到达耗尽层时，已经不能进入晶格，也就是说不能进入价带从而获得更低（也就是更稳定）的能级了。内建电场可以对该电子进行加速，由于没有了价带的影响，电子的加速长度已经不是一个扩散长度了（而是整个耗尽层厚度），所以电子很容易获得足够的能量而达到导带，从而成为自由电子。也就是说，当耗尽层形成以后，多余的自由电子（空穴）可以在耗尽层内沿电力线方向移动。说白点，多余的电子（空穴）会把耗尽层当成导体。问题就在于如何形成多余的电子（或空穴），答案就是bjt中基区的少子渡越和CMOS中多子在沟道场中的漂移。
对这个物理现象的建模时非常困难的，恕我浅薄，我直到研究生毕业的时候也没听说过谁能对耗尽层提出一个靠谱的物理模型（师敏好像也没有耶）。我们这个论坛的童鞋们都是研究电路的，很少关心半导体物理这么基础的理论，所以你们的老师教你们的时候（或者相关书籍阐述该现象时）不想在这上面浪费太多的时间。本人也是搞电路的，由于好奇才没有把当初老师交给我的东西还给他老人家（在此谢过了！），如果论坛里有研究器件模型的一定能比我解释得专业得多。

作者: weir.sj 时间: 2009-11-11 17:49
夹断只是耗尽层变宽导致的啊，就跟双极型晶体管的工作类似啊

作者: ncLM 时间: 2009-11-11 18:56
16# wind2000sp3

这个比较深入和透彻，顶一个吧

作者: pkf690801 时间: 2009-11-22 11:16

加断点处电压是vgs-vthn，从加断点到漏端电压是vds-vgs+vthn，正是这个电压把从源端流到夹断点的电子迁移到漏端，故电流基本保持不变

作者: 梧桐 时间: 2010-12-25 16:04
可以直接过去啊

作者: liufengchun100 时间: 2012-11-12 22:30
16楼分析的好透彻，顶一个

作者: selfsalvation04 时间: 2012-11-12 23:21
上半导体器件物理课我没记错的话，老师说是隧穿效应，电流过去的，通俗的说就是前面大神那样说的

作者: ygchen2 时间: 2012-11-12 23:26
回复 8# lgy737

载流子穿过耗尽区时是不参与与晶格电子替代过程的，所以才可能电场很强时出现诸如速度饱和效应的现象，16#的解释基本道理应该是对的。

作者: zhaoqin 时间: 2012-11-13 21:40
这么多年一直不明白，学习了

我想楼主想问这个问题：耗尽层中的自由电荷既然被束缚（或者释放）了，或者说自由载流子已经复合了，那么耗 ...
wind2000sp3 发表于 2009-11-11 03:29 PM

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作者: 北极阳光 时间: 2013-8-2 15:32
在耗尽去，电子是被耗尽电场（恒定）拉进漏端,电流不变

作者: wswy 时间: 2013-8-3 17:13
看来学电路的都不学半导体物理了。16#那么瞎扯一通，感觉半导体物理自学的。

作者: mekenny 时间: 2013-8-3 17:21
翻翻晶体管原理的书

作者: zhongbo1127 时间: 2013-8-4 21:05

看来学电路的都不学半导体物理了。16#那么瞎扯一通，感觉半导体物理自学的。
wswy 发表于 2013-8-3 17:13

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愿闻高见

作者: semico_ljj 时间: 2013-8-4 21:57

、

作者: brightchou 时间: 2013-8-5 16:56
这个问题一直有疑问，当时老师也确实是略过的，没怎么提，听了16#的，也算是有点头绪吧

作者: JoyShockley 时间: 2013-10-12 16:16
本帖最后由 JoyShockley 于 2013-10-12 16:18 编辑

回复 16# wind2000sp3

这个回答真感觉是在堆砌了华丽的技术辞藻，看似说了什么，却又不知道说的是什么。

个人浅显的理解，就是夹断后从G到夹断的点部分有电荷积累，密度分布近似三角形。这部分电荷是动态平衡，每一时刻都有电子补充进来，每一时刻又都有电子从夹断位置跑出去（或者说被夹断点到D这部分的强电场给扫过去）。

作者: 绅士呵呵 时间: 2021-4-9 13:50

JoyShockley 发表于 2013-10-12 16:16
回复 16# wind2000sp3

就很疑惑了，为什么这个时候的耗尽层可以通过电场漂移电子，而在还未形成反型层且已经形成耗尽层的时候足够大的Vds不能通过电场漂移电子

，因为在未达到vth也就是在界面电子浓度小于衬底多子浓度时不导通

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