淺談CMOS門電路

淺談CMOS門電路

這裡，來細聊一下CMOS。

不同的CMOS門電路，是因為存在着不同的MOS管，這些不同的MOS管通過組合，形成了不同的CMOS門電路。那麼先聊一聊MOS管。

1.N溝道增強型 MOS管。如下圖：

之是以叫他N溝道，由上圖可以看到，兩個N型半導體假如說是兩個水湖，那麼如果那他們之間開一個河溝，那麼兩個水湖的水就可以聯通了。真是情況就很像這個比喻。實際情況是 [公式] 為正電壓（這個很重要，P型MOS，則是負電壓，一會再說P）。進而使P型襯底的少數載流子（自由電子），在栅極下面形成一個反型層（為什麼是少數載流子呢，為什麼是在栅極G的下面呢，待會再說），這個反型層，就像一個河溝一樣将兩個N型半導體之間聯通，是以稱為N溝道。所謂增強型，其實就是上圖中的斜線陰影部分，斜線陰影部分是絕緣層。沒有絕緣層就不是增強型。好了到這裡就算講清楚了N溝道的情況。那麼現在再來說說，為啥反型層是少數載流子（自由電子），而不是多數載流子（空穴）呢，為啥是在栅極下面的，而不是P型襯底其他地方呢？首先在電壓 [公式] 為正電壓。我們以電路分析的方法來看它，如果導通了，在電壓的作用下，電流從G經過P型襯底，到S。這麼一個電流方向，沒錯了。微觀電子的運動方向和宏觀的電流運動方向是相反的。這個是實體常識了。是以P型襯底的自由電子，也會在電壓（電場）的作用下，以相反的方向，從P型襯底向上到G去。是以這就解釋了為啥是少數載流子（自由電子）在栅極G下面形成反型層了。那麼仍然還會有人說，栅極下面是絕緣層，實際并沒有電流導通，為啥還會形成反型層。沒錯，的确是有絕緣層，但是在電壓的作用下，電場已經形成。是以自由電子依舊會向上抛，是以依舊會形成反型層。