mos场效应管四个区域详解：mos管饱和区电流公式

MOS 有四个区域

本文主要讲的是目前MOS晶体管在饱和区的公式，但让我们先来看看MOS FET的四个区域的详细说明。

1）可变电阻区（又称不饱和区）。Ucs

》Ucs（th

）（开启电压）和uDs“UGs-Ucs（th）是图中预钳位轨迹左侧区域的通道开口。该区域的UD值很小，沟道电阻基本上仅由UG控制。当 uGs 为常数时，ip 与 uD 呈线性相关，并且该区域近似为一组直线。在这种情况下，FET D和S相当于一个由电压UGS控制的可变电阻。

2）恒流区（又称饱和区、放大区、有源区）。

令人满意的 Ucs≥

Ucs（h） 和 Ubs≥），这是预夹紧轨迹右侧但尚未分解的区域电流公式，在这个区域中，当 uGs 恒定时，ib 几乎不随 UD 变化，表现出恒定电流特性。i 仅由 UG 控制， D 和 S 相当于由电压 uG 控制的电流源。当用于放大电路时，它一般工作在这个区域，所以它也被称为放大区域。

3）夹区（又称截止区）。

这夹紧面积（

又称截止区）满足UCS“Ues（th）是图中靠近横轴的面积，其通道全部夹紧，称为完全夹紧，io=0，管道不工作。

4） 故障位置

细分区域位于图中右侧的区域。随着UD的不断增加，PN结由于反向电压过大而击穿，ip急剧增加。工作时，应避免管道在击穿区工作。传递特性曲线

可以从特性曲线中导出。得到上面用作图表的方法。例如，在图3（a）中，制作Ubs=6V的垂直线，将每条曲线交点对应的i和us值在ib-uss坐标中连接成一条曲线，即得到传递曲线，如图3（b）所示。

MOS管饱和区电流公式及其详细说明

MOS晶体管饱和区电流公式，在饱和区以强逆态工作。小信号参数的值因MOS晶体管的工作区域而异。假设MOS晶体管处于强反转状态，VGS远高于阈值电压VT，工作在饱和区，得到该条件下的小信号参数。

跨导GM可以表示如下：

在疏忽的情况下

通道长度的调制效果，即得

该跨导 gm 可以表示为漏极电流 ID

它也可以表示为漏极电流 ID 和栅源电压 VGS

本体跨导GMB可由下式得到：

从方程（1.18）和方程（1.20）可以分别推导

所以得到

应用（1.18），能够将漏极电导表示为

：

应用这些小信号参数，可以将小信号漏极电流id表示为以下公式：

MOS管的夹区和饱和区有什么区别

栅极电压可以产生通道或使其消失 - 挤压;源漏电压也可能导致沟道被捏（部分捏），沟道捏合的电压对应两个电压。一般来说，产生或箝位沟道的栅极电压称为阈值电压VT，而使沟道箝位的源漏电压通常称为饱和电压Vsat，因为源极漏电流最大且饱和（即与源极泄漏电压无关）。

（1） 耗竭 n-：

这

耗尽型在栅极电压为 0 时具有通道。当负栅极电压增加到沟道被箝位的点（整个沟道均匀箝位）时，栅极电压称为夹压电压Vp，即耗尽型的阈值电压。

使用 VGS>Vp 时，IDS=0 表示截止状态。

在 VGS 中

（2） 增强的 n-：

这

当栅极电压为 0 时，增强型没有通道。当正栅极电压增加到出现沟道的点时，栅极电压被特称为导通电压Vop，即增强的阈值电压。

在 VGS 中

在VGS>Vop中，有一个通道IDS≠0：如果VDS为低电平，则为线性导电状态;如果VDS≥（VGS-Vop），则将沟道夹在漏极（不是整个沟道）附近，漏极电流达到最大并饱和，即进入饱和状态。通道开头的源极到漏极电压是饱和电压Vsat=（VGS-Vop）。

（3）通道夹紧后的电导率：

场效应晶体管依靠沟道中大多数载流子的传导来工作。没有通道（当栅极电压小于阈值电压时），即它不导电 - 截止状态。当出现沟道时（当栅极电压大于阈值电压时），可以导通;而当源漏电压增加到漏极时通道被夹住的程度后，其电流达到最大-饱和电流，即电导率更好。为什么集电区导电性好？

因为渠道捏区其实就是载流子耗尽的区域，

沿沟道方向有电场，载流子只要到达夹区边缘，就很容易扫过夹区，到达漏极——输出电流。可以看出，沟道钳位区与BJT逆集电结的势垒区相似，不仅不阻塞载流子，而且有利于载流子的通过。因此，通道被箝位后，器件的输出电流饱和，即达到最大值。

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