求教MOS管为什么夹断后还有电流，这“夹断”是翻译问题？

只看该作者 · 2021-3-24 19:58

最近翻模电教材，发现自己很多地方还是不求甚解。还望大佬们指点一二。
书翻到到MOS管这里，以前没怎么想，今天细想下，MOS管为什么预夹断后，继续增加Uds,管子还有电流？这所谓的“夹断”是翻译问题？

以下是我的分析想像：红色是耗尽区，绿色是导电区，自由电子
继续增大UDS这时候管子就是逐渐加大反向电压的PN结，照理说反向偏置越大，耗尽区越大，电流就应该截止了，但是MOS管并没有把电流截止，而是进入了饱和区，竟然还有电流，这就说明了我想像的模型跟实际发生了偏差，夹断后还有条能够导电的沟道，UDS并没有能力真正夹断这沟道，请问各位大佬这是为什呢？

112.png (14.04 KB )

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2021-3-24 19:52 上传

Uds=Ugd-Ugd(th)时候发生的是预夹断，而书上给的解释是Uds的增大的部分用于克服夹断区对漏极电流的阻力，这话我就不明白了

2万 · 2021-3-24 20:05

本帖最后由 xukun977 于 2021-3-24 20:14 编辑

想当年，我在这个地方看迷糊了，反复看，看了半天还是迷糊。

同样的坑，所有人都掉里面一遍？

这里有个哲学意味的问题：
不管是半导体二极管，真空二极管，还是三极管，真空三极管，或者是FET，想要求其伏安特征，怎么确定该选择哪一点入手呢？？
如下图所示，理论上在下面三条线中的任何一处作为切入点求解电流-电压关系，理论上结果应该相同，但是实际上，人们往往选择漏端，而不会选择源端求解，为何？依据是什么？？

只看该作者 · 2021-3-24 20:16

xukun977 发表于 2021-3-24 20:05
想当年，我在这个地方看迷糊了，反复看，看了半天还是迷糊。

同样的坑，所有人都掉里面一遍？

额。。。我太笨，点不透我

1万 · 2021-3-24 20:18

upup

2万 · 2021-3-24 20:57

本帖最后由 xukun977 于 2021-3-24 21:17 编辑

zzj8766 发表于 2021-3-24 20:16
额。。。我太笨，点不透我

夹断之后，这个地方有个很强的电场，如下图蓝色箭头所示，耗尽层导电就靠它玩漂移运动了。

重要的电场线：

只看该作者 · 2021-3-25 07:30

就是夹断之后，他那个夹断点是VGS-VTH，在右侧有个很强的电场，然后电子到了那个地方，直接给很强的电场给扫向了漏级，所以是有电流的，不是夹断之后电子到了夹断点就不动了

只看该作者 · 2021-3-25 08:27

BobbyDylan 发表于 2021-3-25 07:30
就是夹断之后，他那个夹断点是VGS-VTH，在右侧有个很强的电场，然后电子到了那个地方，直接给很强的电场给 ...

这个很强的电场就有点说不过去啊，如果UGS（th）开启电压是1V的话，Uds漏源电压就根本不需要多大啊，怎么会是“很强的电场呢“

只看该作者 · 2021-3-25 08:30

本帖最后由 zzj8766 于 2021-3-25 08:40 编辑

xukun977 发表于 2021-3-24 20:57
夹断之后，这个地方有个很强的电场，如下图蓝色箭头所示，耗尽层导电就靠它玩漂移运动了。

如果UGS(th)开启电压很小的话，前提是UGS>UGS(th),根本就不要很大的UDS 漏源电压啊。。。何来很强的电场这么一说呢？

就算有很强的电场，那这个地方形成的耗尽层就被强电场作用下的电子这么容易得穿过了？这不算是反向击穿吗？

2万 · 2021-3-25 09:08

zzj8766 发表于 2021-3-25 08:30
如果UGS(th)开启电压很小的话，前提是UGS>UGS(th),根本就不要很大的UDS 漏源电压啊。。。何来很强的电场这 ...

建议找本相关教科书去看看，其内有原理性论述。

直观理解就是，虽然导通截面积很小，但是其电流密度很大（对应于电场很强）。

理想情况是个不定式——0×∞。当然，实际是上面说的“截面积很小，电流密度很大”。

只看该作者 · 2021-3-25 09:45

本帖最后由 zzj8766 于 2021-3-25 09:47 编辑

HWM 发表于 2021-3-25 09:08
建议找本相关教科书去看看，其内有原理性论述。

直观理解就是，虽然导通截面积很小，但是其电流密度很大 ...

你说的是这个意思吧？

原文：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1662034049234298781
模电教材，清华华成英版的也没说为啥没断，就说UDS的增大全部用来克服夹断区对漏极电流的阻力了

2万 · 2021-3-25 10:02

zzj8766 发表于 2021-3-25 09:45
你说的是这个意思吧？

原文：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1662034049234298781

“你说的是这个意思吧？”

有点类似。

找本其它有相关推导的书看看。

只看该作者 · 2021-3-25 10:08

向大佬们学习学习

只看该作者 · 2021-3-25 10:47

关键是夹断发生后，继续增加的多余VDS电压几乎都会落在沟道夹断点处和D端的耗尽区之间，那么如果增加的VD越多，落在这个耗尽区间隙上的电压越多。所以如果发生夹断继续增大VD，虽然耗尽区间隙宽度在变大，但是落在这个间隙间电压差也是相应变大的，可以始终维持一个让沟道里电子漂移到D的较大电场。

只看该作者 · 2021-3-25 12:07

zzj8766 发表于 2021-3-25 08:27
这个很强的电场就有点说不过去啊，如果UGS（th）开启电压是1V的话，Uds漏源电压就根本不需要多大啊，怎么 ...

我觉得这个如果不是学微电子专业没必要深究吧，因为这个工作在饱和区就是vds>vdsat,这时候当到饱和区那个临界点的时候就发生了夹断，之后就会有沟道长度调制效应，然后沟道夹断那个点就是vdsat，也就是vgs-vth，然后右边就是很强的电场，对于nmos来说，电子到了那个夹断点就会被很强的电场扫向drain（至于你回答其他层主为什么不会击穿，这我感觉类似于集电极反偏收集电子一样吧，他不也有个很大的电流），我记得当时在学半导体物理器件的时候老师是这样讲的

只看该作者 · 2021-3-25 12:24

电场较强很好理解，中学就知道匀强场E=V/d，虽然这里不知道是不是均强，但是直觉，变化趋势差不多。之前说了因为多出来的vds 电压会几乎全加到那个夹断点和D端间的耗尽区间隙长度d上面，d在一开始刚好夹断时是0，随着继续增加VDS间隙d才增加很小一点点，因为要知道半导体的尺度很小，导电沟道总共长也就um级别甚至nm的尺度。所以不难理解吧，那个耗尽区间隙始终会有个较大的电场，他的方向刚好可以支持沟道里的电子穿过去到D端

只看该作者 · 2021-4-4 19:27

MOS里是半导体，它不是完全不导电。你可以看那个图，前面是一些能正常导电的部分，中间有一段斜的，里边可以导电的部分越来越少，最后是不导电的，但这里不导电只是电阻较大，而不是完全不能导电，所以这部分长度不一样，就会表现出不一样的电阻，通过这个区域的变长/变短，让你加再多的电压也无法提高电流。也就是11楼说的增加我部分全部用于克服阻力了。也就是说，你电压变高，这部分不导电的就变长。使得电流不变。

求教MOS管为什么夹断后还有电流，这“夹断”是翻译问题？

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