芯片设计时，能动MOS管哪些尺寸呢？
在上篇MOS管的工作原理中，讲到MOS管可以看成一个电容结构，当对该电容结构添加如下图所示外置电压时，在导体板上会出现正电荷，而P型硅上则会感应出负电荷。当VG从0开始变大时，栅极上正电荷变多，而这些正电荷会排斥P型硅内更多的正电荷，即空穴。当空穴往下移动时，在P型硅的上方，即P型硅与绝缘层的接触面附近会留下负离子。向下移动的空穴越多，留下的负离子越多，耗尽区越宽。因为这些负离子不能移动的，所以我们称充满负离子的这些区域为耗尽区。此时，在漏极和源极之间是没有电流流过，所以我们说MOSFET处于关闭状态。当VG继续增大至Vth时，P型硅与绝缘层的接触面附近会产生自由电子。也就是说，此时在P型硅内存在两种负电荷，一种是自由电子，另一种为不自由的负离子。而这些自由电子，被称为channel,即通道。因为这些电子可以移动，而电子的移动即为电流，即这些自由电子可以传导电流。此时，MOSFET处于打开状态。VG越大，通道中的自由电子的密度越高，源极和漏极之间的电阻越小。也就是这个电阻的大小受VG控制，即我们可以得到一个可变电阻。神奇不？可变电阻就可以用来做可调衰减器了。MOSFET有三个尺寸，会影响其I/V特性曲线。这三个尺寸分别是氧化物的厚度tox、通道的长度L以及晶体管的宽度W。氧化物的厚度tox是怎么样影响I/V特性曲线的呢？Q=CV，tox减小，则C增大，所以Q增大，即自由电子的密度增大，对应源极和漏极之间的电阻变小，所以在给定电压下，电流变大。L增加，对应源极和漏极之间的电阻增大，所以在给定电压下，电流减小。晶体管的宽度W变大时，通道的宽度也会增大，则对应源极和漏极之间的电阻减小，所以在同样的电压下，电流减小。其中，氧化物的厚度tox是工艺决定的， 一旦工艺确定，对于所有的晶体管都是一样的。而晶体管的宽度W以及通道的长度L是芯片设计人员可以修改的。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-06-03
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