-
9. MOSFET
-
, .
9.1 MOSFET
(enhancement type MOSFET)
307
MOSFET n-
To MOSFET MOSFET
n (n+), (source - S) (drain - D).
(SiO2)
(gate-G).
MOSFET FET (Insulated Gate FET - IGFET) ( )
MOSFET (body - ). MOSFET .
pn
G ( - Field Effect Transistors)
-
, .
9.1.1
308
(vDS = vGS = 0 ) n+
(~1012)
vGS >0 vDS=0, 01 .
, n + ( n).
vDS S D .
MOSFET n- NMOS. (inversion layer) ( ).
vGS>Vt (Vt )
-
, .
309
VGS=0, VDS e-
. p e- . MOSFET off.
MOSFET () )
-
, .
9.1.2 MOSFET
310
vDS (Vt vGS ()
MOSFET MOSFET
-
, .
311
VDS VGS :
GS vDS
iD VGS VDS = VT (VT = ) VDS iD.. VGS VDS VT
VGS VDS VT ( ).
-
, .
312
MOSFET iD vDS vGS
o L
W
Cox .
1
2n ox
WK C
L
2
2
0 ( )
2 ( )
( )
GS t
D GS t DS DS DS Gs t
GS t DS Gs t
v V
i K v V v v v V V
K v V v V V
-
, .
313
vDS
vBS :
(2mV/lC)
vDS / ( ). 50V-100V.
20V (
). iD .
21D GS t DSi K v V v
0 2 2t t f SB fV V v
-
, .
314
MOSFET ( ) . - .
9.1.3 MOSFET
-
, .
9.1.4 MOSFET p
315
MOSFET p MOSFET
p PMOS PMOS VGS
-Vt
iD VDS .
VGS VDS VT
-
, .
316
-
, .
317
-
, .
318
-
, .
319
-
, .
320
-
, .
321
-
, .
9.1.4 MOSFET
322
MOSFET , . , .
. MOSFET ID(on) VDS(on). IG0, VRG=0. VGS=VDS(on). H . IDS(on),
VDS(on) VGS ID(on).
Q(IDS(on), VDS(on)). Q, RD :
RG
RD
+VDD
ID
VGS
Q
VGS(th) VDS(on)
ID(on)
DD DS(on)D
D(on)
V -VR =
I
-
, .
9.1.5 MOSFET
MOSFET . :
.
.
() MOSFET (RD). MOSFET Vin low MOSFET , Vout = high. Vin high
MOSFET , Vout = low.
() Q1, , Q2, .
MOS
p-MOS, , e-, n-MOS.
323
Vout
Vin
+VDD
Q1
Q2
() ()
RD
+VDD
Vout
Vin
-
, .
9.2 MOSFET (/)
(Depletion MOSFET)
324
MOSFET /(/) MOSFET . p- n , -
vGS .
vGS MOSFET MOSFET .
vGS
.
iD vDS
.
MOSFET .
-
, .
9.2.1 (depletion mode)
325
H VDD e-
.
n . , .
(VGG) e- .
. .
MOSFET JFET. (depletion mode).
-
, .
326
VGG ( ) .
e- . .
.
MOSFET (enhancement mode).
: . .
9.2.2 (enhancement mode)
-
, .
9.2.3 MOSFET
n-MOSFET
VGS(off) ID=0
VGS 0
MOSFET
IDIDSS Q
(ID,VGS)=(IDSS,0), ,
327
ID
VGS
IDSS
VGS(off)
Q
VGS(off)
VDS
ID
-1
-2
0
+1
+2
ID
VGS
IDSS
VGS(off)
G
G
G
DDD
SSS
N-type P-type
MOSFET , MOSFET
-
, .
MOSFET (A/) JFET ( , , ).
, MOSFET Q VGS=0, . ac Q.
H VGS=0 . :
VGS=0 ID=IDSS VDS=VDD-IDSSRD
H MOSFET(A/) transistor JFET.
328
9.2.4 MOSFET (A/)
RG
RD
+VDD
ID
VGS
Q
-
, .
MOSFET JFET, ac . VGS=0, MOSFET (A/)
on.
MOSFET gmrD, gmrS/(1+gmrS), ...
MOSFET, JFET, .
MOSFET (A/) . .
329
9.2.5 MOSFET (A/)
-
, .
9.3 CMOS
330
, - , . ( ) .
PMOS !
CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor) MOSFET p n (PMOS
NMOS)
VLSI (- )
-
, .
MOS (complementary MOS Cmos) MOSFET p n
CMOS
Q1 p-type Q2 n-type. ( push-pull ). off on.
Vin=low, Q2=off Q1=on. Vout=high
Vin=high, Q2=on Q1=off. Vout=low
.
331
9.3.1 CMOS
Vout
+VDD
Q1
Q2
Vin
CMOS
() ()
Vout
+VDD
Q1
Q2
Vin
-
, .
NMOS "" : , . , PMOS "": , . PMOS, , "" .
CMOS PMOS NMOS, . , NMOS PMOS, .
"-"(NAND) "" (NOR - -) CMOS. "" (pull-down net) , " " (pull-up
net) () (). transistors NMOS PMOS AND OR , , NMOS , , PMOS , .
332
9.3.2 CMOS
-
, .
333
9.3.3 CMOS NAD
CMOS NAND , MOS Q1 Q4 p- (PMOS) Q2 Q3 n- (NMOS).
PMOS NMOS .
, "1", ( Q2 Q3 ) ( "0"). NMOS (. Q3OFF, Q4 ON) ("1"), NAND.
-
, .
MOSFET. , . ( 1W).
MOS(VMOS). . . e- .
VMOS MOSFET.
:
334
9.4. VMOS
()
()
