MOSFET工作原理

MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是集成电路中最基础的半导体器件之一，MOS管通过栅极电压控制沟道导通，具有高输入阻抗、低功耗和易集成的优势。其核心工作原理是通过栅极电压控制导电沟道的形成与关闭，从而实现电流的导通与截止。

● 截止状态（V_GS < V_th）

栅极电压（V_GS）低于阈值电压（V_th）时，栅极下方的半导体表面无法形成反型层。

导电沟道未形成，源漏之间呈高阻态（关断），电流（I_DS）几乎为零。

● 导通状态（V_GS > V_th）

当V_GS > V_th时：

1.栅极电场效应：栅极正电压（NMOS）吸引衬底中的少数载流子（电子）至表面。

2.反型层形成：在栅极下方形成N型导电沟道（NMOS）或P型沟道（PMOS）。

3.电流导通：源漏之间在沟道中形成电流路径，I_DS随V_DS增大而增大（线性区）。

4.饱和区：当V_DS ≥ V_GS - V_th时，沟道在漏极端夹断，电流趋于稳定（恒流区）。