nMOS、pMOS晶体管及其等效开关模型

MOS管（nMOS、pMOS）是电压控制开关，在栅极的电压控制源漏之间的通道。

    NMOS（N-Mental-Oxide-Semiconductor）：NMOS是指p型衬底、n沟道，靠电子的流动运送电流的MOS管；

    PMOS（positive channel Metal Oxide Semiconductor）：PMOS是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管。

    nMOS晶体管：

    1．四个端子：栅极、源极、漏极、衬底。

    2．栅-氧-衬底堆叠像电容结构一样：栅极和衬底是导体；氧化层是很好的绝缘体，称为金属氧化半导体（MOS）电容；栅极不一定用金属制作，一般可以采用多晶硅制作。

    图15　nMOS晶体管电路结构图

    a）nMOS栅极低电平时：

    nMOS操作：P型衬底一般拉到地；栅极接低电平时。

    -P型衬底为低；

    -源衬和漏衬二极管处于关断态；

    -没有电流，晶体管处于关断态

    图16　nMOS栅极为低电平等效电路图

    nMOS截止条件：Vgs< VTH；Ids=0。其中VTH为阈值电压

    图17　nMOS栅极低电平达到截止条件

    b）nMOS栅极高电平的时：

    -正电荷聚集在MOS电容的栅极

    -负电荷被拉到衬底

    -在栅极下面形成反型沟道（n型沟道）

    -现在，电流可以从源极通过沟道流向漏极，晶体管处于导通状态。

    图18　nMOS栅极为高电平等效电路图

    nMOS导通条件：Vgs > VTH

    图19　nMOS栅极高电平达到导通条件

    c）总结：nMOS、pMOS的等效开关模型

    图20　MOS开关模型

    图中，g=0指栅极低电平；g=1指栅极高电平