7.1 MOS管基本概念与画图

MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是集成电路的核心器件。基本概念包括：结构由栅极（G）、源极（S）、漏极（D）和衬底（B）组成，按导电类型分为NMOS和PMOS。增强型NMOS阈值电压Vth > 0，PMOS的Vth < 0；耗尽型则相反。画图要求：NMOS符号中，衬底箭头指向沟道（表示电子从源到漏），PMOS箭头从沟道指向衬底。CMOS中NMOS衬底接GND，PMOS衬底接VDD。特性曲线：转移特性Id-Vgs显示平方关系（饱和区：Id = (1/2)μCox(W/L)(Vgs-Vth)^2）；输出特性Id-Vds分为线性区（Vds小，电阻可调）、饱和区（Vds > Vgs-Vth，电流近似恒定）、击穿区（Vds过高，雪崩击穿）。沟道长度调制效应使饱和区Id随Vds略微增加，参数λ反映调制程度。衬底偏置效应：改变Vbs会使Vth变化，NMOS中Vbs<0（衬底反偏）导致Vth增大。短沟道效应（如DIBL、速度饱和）在现代工艺中不可忽视。画图时常见考点：标注Vgs正负、区分增强/耗尽型符号（耗尽型在栅极画一条虚线）、正确连接衬底（四端器件）、特性曲线中饱和区曲线斜率表示λ。