今天我们一起来认识一下 MOS 管 。 MOS 管 是金属 (metal)— 氧化物 (oxid)— 半导体 (semiconductor) 场效应晶体管。 或者称是金属 — 绝缘体 (insulator)— 半导体。 MOS 管 的 source 和 drain 是可以对调的，他们都是在 P 型 backgate 中形成的 N 型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。 双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（ beta ）。另一种晶体管，叫做 场效应管 （ FET ），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。 FET 的增益等于它的 transconductance ， 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。 场效应管的名字也来源于它的输入端（称为 gate ）通过投影一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体，所以 FET 管的 GATE 电流非常小。普通的 FET 用一薄层二氧化硅来作为 GATE 极下的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体 (MOS) 晶体管，或 , 金属氧化物半导体 场效应管 （ MOSFET ）。因为 MOS 管 小又省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。

MOS 管 的工作原理：先考察一个更简单的器件－ MOS 电容－能更好的理解 MOS 管。这个器件有两个电极，一个是金属，另一个是 extrinsic silicon ，他们之间由一薄层二氧化硅分隔开。金属极就是 GATE ，而半导体端就是 backgate 或者 body 。他们之间的绝缘氧化层称为 gate dielectric 。图示中的器件有一个轻掺杂 P 型硅做成的 backgate 。这个 MOS 电容的电特性能通过把 backgate 接地， gate 接不同的电压来说明。 MOS 电容的 GATE 电位是 0V 。金属 GATE 和半导体 BACKGATE 在 WORK FUNCTION 上的差异在电介质上产生了一个小电场。在器件中，这个电场使金属极带轻微的正电位， P 型硅 负电位 。这个电场把硅中底层的电子吸引到表面来，它同时把空穴排斥出表面。这个电场太弱了，所以载流子浓度的变化非常小，对器件整体的特性影响也非常小。

当 MOS 电容的 GATE 相对于 BACKGATE 正偏置时发生的情况。穿过 GATE DIELECTRIC 的电场加强了，有更多的电子从衬底被拉了上来。同时，空穴被排斥出表面。随着 GATE 电压的升高，会出现表面的电子比空穴多的情况。由于过剩的电子，硅表层看上去就像 N 型硅。掺杂极性的反转被称为 inversion ，反转的硅层叫做 channel 。随着 GATE 电压的持续不断升高，越来越多的电子在表面积累， channel 变成了强反转。 Channel 形成时的电压被称为 阈值电压 Vt 。当 GATE 和 BACKGATE 之间的电压差小于阈值电压时，不会形成 channel 。当电压差超过阈值电压时， channel 就出现了。今天 MOS 管 的工作原理就介绍到这里，希望对大家有所帮助 !

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