原创 1.2节 MOS基本构成 --续

2013-10-8 16:06 1556 19 19 分类: EDA/ IP/ 设计与制造 文集: S1 VLSI到计算机架构系列

 

继续上次的话题,答案就是最简单的单向阀门咯。而MOS就可以想成为一个带开关的阀门。示意如下:210035686.png这里g代表gate即开关(连接水源和水泵管子上的阀门)而d代表drain(抽水的水泵),s代表source(可以想成水源)。而MOS本身的结构是(正视图): 210526140.png其中(a)被定义为是nMOS,(b)是pMOS。图中n+和p+的部分就是以前讲的构成n型和p型半导体的部分(即带有n半导体成分的是nMOS反之亦然),注意pMOS符号上有一个圆圈,代表着“非”(NOT),也就是它在说:“我不是nMOS”。SiO2就是石英(沙子)是绝缘体,而Polysillicon就是多晶硅(其人类制造的纯度已经能够到达12个九99.9999999999%),是极好的半导体。而bulk就是基板通常是接地的(所以常说MOS是四极元件,除了g,s,d还有本体接地!)。这里以(a)为例,p基低和g接地,n+代表负的电子多余,也就是s和d的电压比大地还要负(参见上一篇对电压正负的解释),所以pn节反偏--当然是阻断状态。也就是OFF状态。而当g的电压升高时,自然会产生电场,而电子自然往高压处跑,就会吸引n+区域的电子往SiO2下方扩散。当g的电压到达特定值的时候,两个n+区域扩散出足够的电子时(大于SiO2下面p正空的数目时)就会产生一个电子通道,

 

这样s和d之间就有电流啦,就是说MOS管处于导通(ON)状态。同理可得,大家自己分析一遍,提示:pMOS的话n基地和g接高电压的时候,pn结。。。。。~~

 

这里要指出为了以后的书写便利,把相对于低电压的正电压叫做VDD(逻辑回路里是代表1),而那个低电压即使VSS(或GND)。

 

 

 

下一节我们进入真正的 逻辑门 神马的,这里对MOS管只是一个简单回顾,其电气特性以及制造工艺都要在后几张才能讲到噢~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

关于命名(了解的话有助于记忆):1.人们在1970年代的时候,没有现在的科技所以用金属代替多晶硅,所以被称为MOS--

 

metal-oxide-

 

semiconductor(金属-氧化物-半导体)。现在虽然改为多晶硅(Polysillicon),但是延续之前的命名。2.上文提到了给g施加电压,在物理中电压会产生电场,而电场会导致MOS管导通或关闭,所以叫 场效应管---MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors)

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