硬件基础：MOS管工作区间及开通过程分析——以N沟道增强型MOS为例

N沟道增强型MOS管的结构如图1所示，P型衬底上制作两个高掺杂的N区，引出作为漏极D和源极S，衬底上再制作一块绝缘层，绝缘层上在制作一层金属电极，引出作为栅极G，即构成了常见的N沟道增强型MOS管。一般而言，衬底B和S极会连在一起，当在栅极处加正电压时，靠近衬底的绝缘层会产生感应电荷，当感应电荷足够多时，D和S之间形成导电沟道，只要DS之间有电压，即可产生电流。另外，从结构上看，衬底B和S以及D之间都有一个PN结，但是B和S连在一起，所以BS之间的PN结被短路，B（S）和D之间的PN结即是的MOS的寄生二极管。（本文参考的模电书为《模拟电子技术基础（第四版）》，高等教育出版社，童诗白，华成英主编）

图1 N沟道增强型MOS管的结构示意图

1. MOS管工作区的划分

图2 MOS管输出特性曲线

首先介绍一下模电书上对各工作区的介绍：

夹断区：当VGS<Vth时，MOS管导电沟道被夹断不导通，此时ID≈0。

恒流区 （饱和区）：当VDS>VGS-Vth(即VGD<Vth)时，MOS管进入恒流区，在此工作区内，VDS增大时，ID仅略微增大，因此可将ID看作是受VGS控制的电流源，当MOS管做放大管使用时，工作在此区域

可变电阻区：当VDS<VGS-Vth(即VGD>Vth)时,MOS工作在可变电阻区，在此区域中，可通过改变VGS的大小来改变MOS的导通电阻大小

关于MOS管的夹断：当VGS为一固定值时，若在DS之间加一正向电压，增必将产生漏极电流，并且VDS的增大会使ID增大，沟道沿源漏方向变窄，并在VDS=VGS