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功率MOS管的阈值电压探讨

      
 
      功率MOS管的阈值电压等于backgate和source接在一起时形成channel需要的gate对source偏置电压。要是gate对source偏置电压小于阈值电压,就没有channel。一个特定的晶体管的阈值电压和很多因素有关,包括backgate的掺杂,电介质的厚度,gate材质和电介质中的过剩电荷。每个因素都会被简单的介绍下。
Bakegate的掺杂是决定阈值电压的主要因素。要是backgate越重掺杂,它就越难反转。要反转就要更强的电场,阈值电压就上升了。功率MOS管的backgate掺杂能通过在gate dielectric表面下的稍微的implant来调整。这种implant被叫做阈值调整implant(或Vt调整implant)。
      考虑一下Vt调整implant对功率MOS管的影响。要是implant是由acceptors组成的,那么硅表面就更难反转,阈值电压也升高了。要是implant是由donors组成的,那么硅表面更容易反转,阈值电压下降。要是注入的donors够多,硅表面实际上就反向掺杂了。这样,在零偏置下就有了一薄层N型硅来形成永久的channel。随着GATE偏置电压的上升,channel变得越来越强的反转。随着GATE偏置电压的下降,channel变的越来越弱,蕞后消失了。这种NMOS管的阈值电压实际上是负的。这样的晶体管称为耗尽模式NMOS,或简单的叫做耗尽型NMOS。相反,一个有正阈值电压的的NMOS叫做增强模式NMOS,或增强型NMOS。绝大多数商业化生产的MOS管是增强型器件,但也有一些应用场合需要耗尽型器件。耗尽型PMOS也能被生产出来。这样的器件的阈值电压是正的。

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