HMOS描述了集成电路中MOS管的结构,即:在一定结构的半导体器件上,加上二氧化硅和金属,形成栅极。

名称解释

HMOS

英文全称为:High performance Metal-Oxide-Semiconductor

汉语意思为:高性能金属氧化物半导体

MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体,确切的说,这个名字描述了集成电路中MOS管的结构,即:在一定结构的半导体器件上,加上二氧化硅和金属,形成栅极。从结构上说,MOS管可以分为增强型(E型)和耗尽型(D型),它们的区别在于当Vgs为0时,增强型(E型)不存在导电沟道,耗尽型(D型)存在导电沟道,原因是E型的导通电压(阈值电压)Vth>0,D型的Vth<0。MOS管形成的电路通称为MOS电路,但又有不同,PMOS逻辑电路称为PMOS电路,NMOS逻辑电路称为NMOS电路,PMOS和NMOS共同组成的逻辑电路称为CMOS集成电路,MOS和BJT组成的电路称为Bi-CMOS集成电路。由于MOS管静态功耗几乎为0,所有的功耗都集中在开关转换的过程中,因此相对BJT而言,MOS管的功耗更低。因此,在现代工业设计中,MOS管主要用于数字逻辑电路中实现开关逻辑(0、1逻辑)。

结构

MOS结构:MOS管一般有3个电极,S(源source)极,D(漏drain)极,G(栅gate)极,从器件结构观点来说,S极和D极并无区别,在NMOS管中,当两者其中一端接GND时,就起到了S的作用,另外一端就成了D;而在PMOS管中,当两者其中一端接VCC时,就起到了S的作用,另外一端就成了D。MOS管的S端总是比D端先开启。对NMOS来说,当Vgs>Vds,Vgs-VthVds时,S和D都开启,MOS管工作在线性区。当Vgs

在MOS三明治型结构上外加电压:在MOS三明治结构上,金属电极相对于P型半导体的情况下,外加正电压,对N型半导体外加负电压,就会形成与PN结合面相同的现象,也就是最初在氧化膜下会产生耗尽层(depletion layer)

反转层

反转层(reversion layer):针对氧化膜下为P型半导体的情况,如果再提高电压,就会累积电子,若是N型半导体则会累计空穴,我们称此层为“反转层”。MOS型场效应管就是利用这个层,作为一个切换开关。这是因为改变外加电压,就可使此电路产生切换的转换(开关)功用。