MOS 预夹断到底是什么

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MOS管就像一个开关，栅极(Gate)决定源极(Souce)到漏极(Drain)的沟道(Channel)是开还是关。以NMOS为例，图中绿色代表（N型）富电子区域，黄色代表（P型）富空穴区域。P型和N型交界处会有一层耗尽层分隔（也叫空间电荷区，如图中白色分界所示）。VT是开关的阈值，超过阈值就开，低于阈值就关。栅电压越大，下方吸引的电子越多，形成的沟道就越深。栅与沟道之间有氧化层隔离。在源漏没有电压时沟道宽窄是一样的，这很好理解。

当漏极电压升高，栅极靠近漏极的相对电压就小，因此沟道受其影响宽窄不同。由于电流是连续的，所以窄的地方电流密度大，这也好理解，如下图所示。这是源漏电流IDS是随其电压VDS增大而线性增大的线性区。

要注意的是，这时栅极电压绝对值并没有降低，靠近漏极沟道变窄的原因，是栅极的影响力部分被漏极抵消了。一部分本来可以栅吸引形成沟道的电子，就被漏极正电压拉过去了。

当漏极电压继续升高，如果超过栅电压，造成沟道右边不满足开通条件而夹断。之所以出现夹断点，是因为在这个点，栅极对电子的吸引力被漏极取代。这时候MOS管进入饱和区，电流很难继续随电压增大。

很多同学理解不了既然这时候沟道夹断了，不是应该截止了吗？为什么还会继续有电流？

原因是虽然理论上沟道已经夹断，但这个夹断点很薄弱。为什么说它薄弱？因为夹断点后面支撑它的不是原来P型区域，而是电压升高更吸引电子的漏极及其空间电荷区。因此电子冲入空间电荷区，就相当于几乎没有阻挡的准自由电子快速被漏极收集。如图3所示。

可以想象，随着靠近漏极的沟道越来越细，很多高速的电子冲过来，一部分挤过夹断点进入空间电荷区，然后被漏极正电场高速收集（形成示意图中紫色电流）。漏极电压越高，夹断点越后退，造成电子越难穿越，因此饱和区电流不再随电压增大而线性增大，毕竟不是所有电子都能冲过夹断点。源漏电流电压曲线下图所示。

当然，如果漏极的电压继续上升，它的空间电荷区持续扩张达到源极，那么源极的电子就会不受沟道和栅压的控制，直接经过空间电荷区高速到达漏极，这就是源漏直接穿通了，这时MOS管也就直接损坏了。

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