NMOS反型层的电子问题？

染纱

首先放出MOS管的VTH定义，沟道的电子浓度等于psub的多子浓度时的栅极电压。

1.只有poly-oxide-psub，没有源漏极的话，在Gate加电压，升高电压，先形成反型层，当栅压达到VTH的时候，形成电子沟道，此时浓度和空穴浓度相同，这么高浓度的电子是从哪里来的？如果继续升高栅极电压，沟道电子的浓度还会继续增加吗？

2.完整的MOS的结构，将源漏极接地，升高栅极电压，沟道电子从哪里来？和图一有区别吗？

3.正常工作的MOS管，电子从源级漂移至漏级，电流从漏级流向源级，，会有把源级电子流完的那一刻吗？？那么多的电子流进漏级，会有什么影响吗？还是说有哪边的回路？

hitzhabc

1、电子来自PN结有耗尽区。当电子因为电场被吸引形成沟道的时候，N的多子会扩散到P区。因为Psub的浓度比N+低得多，所以N+只要提供不多的电子，就能形成反型。
2、还是有点区别的。Drain端的反偏PN结有漂移电流，会抽走一部分电子。本质上形成沟道的电子还是来自耗尽区。。但是形成反型会更难（Vth增加）。
3、实际上应该理解为接地的一端有无穷多的电子可以提供，所以不会流完。电子流进漏极没啥影响吧？电压固定，那么整个MOS的状态就不再改变，达到平衡。就理解为一个电阻两端加上电压，那就是有个固定的电流。电阻本身没啥变化。也可以理解成Drain端有无穷多的正电荷流向Source端。
以上个人理解，大家批评指正。

小琛

1.虽然Psub中的多子是空穴，但是也存在少子电子，当栅极电压增加时，由于电场的作用，Psub中的少子会做漂移运动，向氧化层表面运动，因此栅压增大电子耗尽层电子还会继续增加（直到击穿）。你也可以把Gate到Psub看成一个电容，当两端电压增加时，Q=CV，因此电荷量也会增加。
2.本质就是MOS电容，可以看拉扎维第33页的解释。
3.如果有持续供电的电源的话，并不会存在源极电子流完的一刻。因为既然你设定了MOS的源漏有电压，就默认从高电压（电源）到低电压（地）之间形成了一个通路，那么不管电流怎么流，电子都是从低电源（地）流向高电源（正电压源）。电子的流向也就是：低电源→MOS源极→沟道→MOS漏极→高电源。如果说有电子流完的那一刻，也就是两个电压源电量耗尽的那一刻，就相当于电池电量被耗尽，那么自然MOS中也不会存在电子流动了。

染纱

小琛 发表于 2020-7-11 09:50
1.虽然Psub中的多子是空穴，但是也存在少子电子，当栅极电压增加时，由于电场的作用，Psub中的少子会做漂移 ...

理解！再请问一下，第二个MOS电容接法的形成反型层时的电子还是从psub中过来的吗？还是Source也提供了电子？正常工作于强反型的MOS，VDS>Veff，导电沟道里的电子是Source提供的，还是psub提供的？

染纱

再顶一下。

JoyShockley

染纱 发表于 2020-7-11 10:42
理解！再请问一下，第二个MOS电容接法的形成反型层时的电子还是从psub中过来的吗？还是Source也提供了电 ...

哪里量多，哪里更容易提供，则有哪里提供；这样克服的垫垒最小。

有源级的时候，源级电子很多（多子），加VGS的时候，把电子跟吸引出来了；

没有源级的时候，沟道反型，则是只能由衬底里面的电子（少子）提供；

染纱

JoyShockley 发表于 2020-7-14 01:33
哪里量多，哪里更容易提供，则有哪里提供；这样克服的垫垒最小。

有源级的时候，源级电子很多（多子）， ...

感谢！

woodhorse007

电子来自栅G。
当Vg=0时，G是电中性，电子与质子一样多。
当Vg>0时，Vg向G充电，电子流向地，质子留在G上，形成正电荷。
由于衬底是等势面，电子集中到沟道位置，形成反型。

染纱

woodhorse007 发表于 2020-7-15 09:21
电子来自栅G。
当Vg=0时，G是电中性，电子与质子一样多。
当Vg>0时，Vg向G充电，电子流向地，质子留在G上， ...

不同意，电子绝不可能来自栅极，它怎么过来？穿过氧化层？那不产生栅极电流了吗？

RFstudent

参考半导体物理方面的知识，简单写了一些看法，见附件。