淺析N溝道MOS管與P溝道MOS管在電路中的詳細應用

MOS管集成電路特點：

該文主要是N溝道MOS管和P溝道MOS管在電路中的詳細應用講制造工藝比較簡單、成品率較高、功耗低、組成的邏輯電路比較簡單，集成度高、抗干擾能力強，特別適合于大規模集成電路。

MOS管集成電路包括:

N溝道MOS管組成的N溝道MOS管電路、P溝道MOS管組成的P溝道MOS管電路及由N溝道MOS管和P溝道MOS管兩種管子組成的互補MOS電路，即CMOS電路。

P溝道MOS管門電路與N溝道MOS管電路的原理完全相同，只是電源極性相反而已。

數字電路中MOS集成電路所使用的MOS管均為增強型管子，負載常用MOS管作為有源負載，這樣不僅節省了硅片面積，而且簡化了工藝利于大規模集成。常用的符號如圖1所示。

N溝道MOS管

金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-SemIConductor)結構的晶體管簡稱MOS管，有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管構成的集成電路稱為MOS管集成電路，而P溝道MOS管和N溝道MOS管共同構成的互補型MOS管集成電路即為CMOS管集成電路。

由p型襯底和兩個高濃度n擴散區構成的MOS管叫作n溝道MOS管，該管導通時在兩個高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓，且只有柵源電壓大于閾值電壓時才有導電溝道產生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓（柵源電壓為零）時，就有導電溝道產生的n溝道MOS管。

N溝道MOS管集成電路是N溝道MOS電路，N溝道MOS集成電路的輸入阻抗很高，基本上不需要吸收電流，因此，CMOS管與N溝道MOS集成電路連接時不必考慮電流的負載問題。N溝道MOS管集成電路大多采用單組正電源供電，并且以5V為多。CMOS管集成電路只要選用與NMOS管集成電路相同的電源，就可與NMOS集成電路直接連接。不過，從N溝道MOS管到CMOS直接連接時，由于N溝道MOS管輸出的高電平低于CMOS管集成電路的輸入高電平，因而需要使用一個（電位）上拉電阻R，R的取值一般選用2～100KΩ。

N溝道增強型MOS管的結構

在一塊摻雜濃度較低的P型硅襯底上，制作兩個高摻雜濃度的N+區，并用金屬鋁引出兩個電極，分別作漏極d和源極s。

然后在半導體表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層，在漏——源極間的絕緣層上再裝上一個鋁電極,作為柵極g。

在襯底上也引出一個電極B，這就構成了一個N溝道增強型MOS管。MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數管子在出廠前已連接好)。它的柵極與其它電極間是絕緣的。圖(a)、(b)分別是它的結構示意圖和代表符號。代表符號中的箭頭方向表示由P(襯底)指向N(溝道)。P溝道增強型MOS管的箭頭方向與上述相反，如圖(c)所示。

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