在现代IC产业中，必须充分掌握半导体器件的知识。 这比数字电路对模拟电路的设计更为重要。 在模拟电路的设计过程中，不能直接将MOS晶体管等效为一个开关，因此应该考虑许多二次效应。 另外，IC技术的每一代更新都会按比例缩小器件尺寸，因此研究这些效果更为重要。
首先，什么是MOSFET？ 全称是金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor )这是MOSFET的简易符号，是栅极(g )、源极) d )的三个端子因为这个器件是对称的，所以可以交换源极和漏极。 众所周知，在数字电路中，当MOS晶体管作为开关发挥作用时，栅极电压VG为高电平，晶体管将源极和漏极连接； VG为低电平时，源极、漏极断开。
但是，这是数字电路应该研究的内容，通过模拟电路，还不足以知道这些。 还是必须回答几个问题？ 取多少VG后设备会导通？
阈值电压是多少？
器件导通/断开时，源极、漏极间的电阻值是多少？
这个电阻和VDS的关系怎么样？
哪些因素可以限制设备的速度？
这些问题的小编稍后会给大家解答。
MOSFET的结构
图为NMOS器件的简易结构，器件在p型衬底上的两个重掺杂的n区形成源极和漏极。 将重掺杂的多晶硅区域(简称为Poly )作为栅电极。 一层氧化膜(Oxide )将栅极和基板分离。 Leff称为有效栅极长度，Ldrawn称为全长。 LD是横向扩展的长度。 tox是氧化层的厚度。 Leff (有效栅极长度)和tox )氧化层厚度)在MOS电路的性能中发挥着重要的作用。
MOS的符号
如NMOS管和PMOS管的电路符号所示，MOSFET是四个端部的器件，基板是第四个端部，用b表示。 在很多电路中，NMOS管和PMOS管的基板分别为接地和VDD。 所以我们在画MOS管的符号时，经常省略这个连接。
阈值电压
如果栅极电压VG从0开始上升会怎么样？
图(a )是NMOS器件，基板接地。 VGS为0时； 由于两个活性区域被基板分离，所以源极和漏极之间没有电流通过。 当VG逐渐上升时，在栅极和基板之间的SiO2绝缘层上产生从栅极朝向基板的垂直电场EV。 通过该电场，基板中电子被吸引，向基板表面运动； 然后，基板中的空孔被排斥，向基板内部作用。 向上移动的电子与表面的空穴重新结合，留下无法移动到表面层的负离子，形成耗尽层。 这种情况下，不流过电流。 图(b )。
随着VGS的上升，电场EV变强，表面层被电子吸引，产生负离子，耗尽层也变厚。 这样的结构类似于两个电容串联构成的分压器、栅极氧化层电容和耗尽层电容。 图(c )。
当VGS上升到一定的电位时，接近表面的p型基板发生变化，“逆型”是与n型材料类似的特性，因此将该层称为逆型层。 反转层连通漏极和源极两个活性区域，构成源极和漏极之间的导电通道。 晶体管产生反转层所需的VGS电压称为阈值电压或导通电压，用Vth表示。
在器件制造过程中，通常向沟道区域注入杂质来调整阈值电压，其本质是改变氧化层界面附近的基板的掺杂浓度。
PMOS器件的导通现象类似于NFETs，但所有极性都相反。 如图所示，如果栅极源极电压足够“负”，则在氧化层-硅的界面形成由空穴构成的反转层，在源极和漏极之间提供导电通道。 因此，PMOS的阈值电压通常为负值。
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