三极管
三端器件 虽然只比二端多了一个端子 但是这个是个重大的突破 因为多了一端 就会我们利用一个端口的信号去控制另一个端口信号的可能 这样我们可以更加灵活的控制器件 让器件根据我们的要求工作
虽然目前最早出现的三端器件是晶体三极管 但目前应用最广的还是半导体器件是 场效应管中的MOS器件 由于它的制作工艺简单 为集成化生产提供了条件 其市场占有率高达%以上 所以我们先学习MOS器件和应用
MOS管有4类 以NEMOSFET为例来介绍它的伏安特性
在 P 型衬底上创建两个重
掺杂的 N 型区，分别称为源区和漏区(源区和漏区都是N型区)
在源区和漏区间的P型半导体表面上覆盖一层氧化层Si 并在氧化层上沉积一层金属 形成栅极 另外P型衬底另一面也覆上了金属膜 引出电极--衬底极
但是因为源区和漏区本质其实是没有区别的 源区和漏区也可以交换使用
漏区和源区将分别与衬底之间形成 PN 结。在
正常工作时，需要保证这两个 PN 结反偏，因此通常将源极与衬底极相连，并且
使之连接到电路的最低电位（对于 N 沟道器件来说），这种连接方式可保证两个
PN 结反偏，这也是 MOSFET 常见的工作状态。这样连接后，可认为衬底极对场
效应管的工作没有影响
MOSFET 作为三端口器件来使用，即栅极G、源极(最低电位)S和漏极D(drain)
3 个端口，但这样处理后源极和漏极就不能再互换使用
由图我们可以知道 我们把源极作为参考节点 用两个电源vGS和vDS来控制器件工作
现在 我们要研究的是 端口电压跟电流的关系
因为栅极上有绝缘的氧化层 所以栅极上的电流iG是等于0的
由于iD和vGS和vDS都有关系 为了简化讨论 我们先假设vGS为一个正的常数 且电压常数比较高 那么器件中会有电流通过
我们测试iD和vDS的关系 会得到这样的关系 这条曲线有一部分为横流的关系 即：当vGS足够大 且为一个定值的时候 vDS大于某个值 器件上通过的电流iD将处于一个恒定值 而与vDS变化无关
那么在这个恒流电流区域内 这个iD和什么因素有关呢？
为了研究 我们通过晶体管测试仪 同时改变vGS和vDS大小 得到 注意：vGS此时选取了一些离散值 观察
这个受控作用 我们可以用它来做放大器的设计 把电流刚刚出现时 所对应的所需要vGS值 称为NEMOSFET的开启电压Vt 只有VGS大于它Vt电流才有可能出现 所以这个参数其实与二极管的正向导通电压相似 注意： 但是对于不同型号的MOS 这个值和它的工艺条件有关 且相差较大
Vt是指的是VGS的值
根据这三个指标的变化 我们可以分为三个区域
1.截止区
vGS<Vt 此时vDS为任意值也无法改变状态 MOS相当于开路
从图中可以看出电流的表达式中是没有VDS的，是一个定值
电阻rDS就是电压除以电流
沟道长度调制效应：
上面 我们看到了饱和区内iD的恒流特性 这种特性是用来做放大器的基础 但是随着vDS的逐渐增大 这种恒流特性是要打折扣的 也就是说在饱和区 iD还是会受vDS的影响
我们发现在饱和区 曲线是有上翘趋势的 我们把这种现象称为 沟道长度调制效应 简称沟长效应 后面我们会知道 这种效应在沟道长度L比较小的器件中 表现明显 而在L较大的器件中可以忽略不计
当然我们这里画的比较夸张 还引入了一个厄尔利电压vA来描述这种影响的强度 因为我们发现将所有曲线延长 都会交于横轴上的同一个点 这个点的大小就是厄尔利电压 vA越大 上升越不明显 沟长效应越不明显 对于饱和区的正向受控有益处
我们给出饱和电压区的修正方程
没有特殊说明 我们在饱和区一般不会使用这个方程 而是直接用电路模型来描述参数的影响
而我们还可以画出另外一种横纵坐标的饱和区曲线 坐标为iD-vGS 在这个转移特性曲线 我们可以清楚的看到开启电压的位置
如果是P型的话
它的衬底是N型的 外电压引起导电沟道是P型 所以参与导电的载流子是空穴
伏安特性
耗尽型和增强型大体相同
当然MOS的实现还有很多方法，比如CMOS或者其他等等
以在加栅压Vgs且形成导电沟道的情况下的NMOSFET为例。若漏源电压Vds增大至不可忽略，沟道电压降增大直至Vgd=VT时，由于栅漏之间电压差降低，漏端附近反型层消失，称为沟道夹断。若继续增大Vds，夹断点将向源端移动，故"看起来"，有效沟道长度减小，称为沟道调制效应。
认真来说，应该是小尺寸CMOS的二级效应。目前主要有五种，最主要的有三种。
分别是短沟道效应，窄沟道效应，饱和区沟道长度调制效应，迁移率退化以及速度饱和效应，外加热电子效应。
最主要的就是前三种。
（不知道DIBL效应和短沟道效应是不是一个概念？）
衬偏效应简介：MOSFET的工作是通过在半导体表面产生导电沟道——表面反型层来进行的，因此器件中存在一个由栅极电压所诱生出来的p-n结——场感应结。一旦出现了沟道，则沟道以内的耗尽层厚度即达到最大，并保持不再变化（不随栅极电压而变化）。
