MOS晶体管电学特性测量毕业论文,绝对精品

工业大学

毕业实践实验报告

班级：061

学号：

姓名：

MOS晶体管电学特性测量

一、实践目的

根据半导体器件基础和半导体物理的课程所学知识，利用相关测量设备完成MOS晶体管的测量工作。希望通过此器件的测量来器件的输入特性，输出特性，转移特性，并要求系统地学习测试设备的工作特性，工作要求以及测量范围，以期为未来工作时可以独立使用相关测试设备作准备。

二、实践要求

所完成的测试报告包括器件的选型，生产商提供的基本参数表，测量时的各种曲线图，和生产商提供的进行比较异同点。还要介绍所使用测量设备的特性：作用，型号，测量范围，基本工作特性和要求，注意事项。

要求：

1.MOS晶体管可选自己购置或向老师提出要求来选取，选取前先查阅基本测量范围。

2.厂商提供的基本参数表可上网或查阅相关资料获取。

3.注意保护好测量设备，一定要注意相关工作事项。

4.注意人身安全，根据要求进行测量工作。

5.有条件时可进行同型号或不同型号的多个MOS晶体管的测量，列出表单进行对比，作统计图。

6.注意是否需要其它元器件，如电容，电阻等。

7.进行电压或电流扫描测量,测量要求有输入特性曲线，输出特性曲线，转移特性曲线，根摩尔参数等。

三、实践平台

1.半导体特性系统，半导体图示仪，

2.不同型号的MOS晶体管

3.可参考《双极场效应晶体管原理》或《模拟电子》

四、时间：2周

五、方案

通过用keithley将MOS管各端设定不同的输入参数，测量不同型号MOS管的输入特性曲线，输出特性曲线，转移特性曲线等。

六、步骤

绝缘栅场效应管(MOS管)

1、场效应晶体管（field effect transistor缩写(fet)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件.

特点:

具有输入电阻高（100000000～1000000000ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.

作用:

场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器.

场效应管可以用作电子开关.

场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源.绝缘栅场效应管的分类：绝缘栅场效应管也有两种结构形式，它们是N沟道型和P沟道型。无论是什麽沟道，它们又分为增强型和耗尽型两种。

2、它是由金属、和半导体所组成，所以又称为金属—氧化物—半导体场效应管，简称MOS 场效应管。

3、绝缘栅型场效应管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用UGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。

场效应管的式作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗散型，当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。

特性曲线

场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。

1) 转移特性

在u DS一定时, 漏极电流i D与栅源电压u GS之间的关系称为转移特性。

输出特性

型号2SK117 种类绝缘栅(MOSFET)

Keithley最大测量范围为100mA,插入被测晶体管后通过设定各端参数可直接绘出输入特性曲线，输出特性曲线，转移特性曲线，栅极接SUM2端,源极和漏

极分别接SUM1和GNDU.各端参数为：

SUM2 Collectorl*:Y1 CollectorV*:X Voltage Step

Start 0 V

Stop 0.2V

Step 0.02V

Data Points 11

SUM1

Type:Linear

Start:0V

Stop:8V

Step:0.5V

Points:117

输出特性曲线为：

转移特性曲线为：

SUM1端接Voltage Step时转移特性曲线为：

当SUM2从负向变化时输出特性曲线为：

N 沟道耗尽型绝缘栅型场效应管的特性曲线如图所示，它基本上与N 沟道结型场效应管的特性一致。从转移特性曲线上可以看出，当UGS小于开启电压UT 时，ID≈0 。只有当UGS等于开启电压UT时，才开始形成导电沟道，此时当UGS进一步增加时，ID也开始增大。在UGS > UT，管子形成导电向道后，可以得到输出特性曲线。当UDS =0 时，ID =0当UDS为正值增大时， ID将随UDS 的增大而增大。当UDS增大到UDS = UGS - UT时，导电沟道被夹断，这时若再增大UDS， ID仍保持恒定而不再增加，即处于饱和区。对应不同的UGS值，沟道的深浅不同，所以夹断后的ID值各不相同，从而形成一组特性曲线。

上图为同型号另一个MOS管，由于MOS管内部缺陷导致栅极存在漏电，当沟道电流增大到一定程度时，漏电流现象变得明显，导致电流有一定程度的下降下降，之后趋于平缓。

型号K30A Y4L绝缘栅(MOSFET) N沟道增强型

参数50v10ma100mw8.2pf0.5db

测量方法同上，各端参数为：

SUM2 Collectorl*:Y1 CollectorV*:X

Voltage Sweep

Start 0 V

Stop 0.2V

Step 0.02V

Data Points 11

SUM1

Type:Linear

Start:0V

Stop:8V

Step:0.5V

Points:117

输出特性曲线为：