[note] 微电子学概论(3) PMOS和NMOS的区别，CMOS结构

怎样更好地区别PMOS和NMOS

四个端口

图中可以很清晰地看到四个端口，首先要明确DBS三个端构成一个背靠背的PN结。

• S端：源极(Source)，载流子的来向
  
• D端：漏极(Drain)，载流子的去向
• G端，栅极(Gate)，栅是门，用于控制电流通断。
• B端：衬底(substrate)，衬底是不同于D、S极性的半导体

分类和区别

1. 衬底上可以产生的沟道类型决定了该半导体的类型。

   以NMOS为例：全称为N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
   即在栅极上加合适的电压时，会在衬底半导体中部产生反型载流子层，在NMOS中对应为电子层。沟道载流子为反型，即Negative

2. 栅极上箭头所指的方向为电势高的方向。

   以NMOS为例：箭头指向栅极，表示栅极所接的电压应为正，从而触发反型层产生。

3. 增强型和耗尽型：说明的是改变默认状态的方法。见图中本来断掉的MOS是自断型(别称：需要增强才导电型)

   增强型是通过加栅压将原有的状态改变后可导电，耗尽是耗尽本来可以导电的载流子。所以它们分别对应着自断和自导通。

4. 源漏：是由载流子流向决定的。见图2，由于PMOS的载流子运动方向是电流方向，和我们所想的源漏是同向的。

状态变化的条件

增强和耗尽型

• 增强型变为导通，需要加同于中轴箭头方向的电压。
• 耗尽型变为短路，需要加异于中轴箭头方向的电压。

PMOS和NMOS的通断

总之是需要吸引载流子，简单来说就是加同于中轴箭头方向的电压。

• PMOS：$U_{GS}<0$，使得栅极电压低，吸引空穴前往衬底形成反型层
• NMOS：$U_{GS}>0$，使得栅极电压高，吸引电子前往衬底形成反型层。

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从CMOS电路重新认识两种元件

将$V_{DD}$到接地视为一条从高到低的瀑布。
那么PMOS网络就是将输出电压拉高的电路网络，NMOS网络就是将输出电压拉低的电路网络。如图；

• 对于PMOS来说，VG<<VS短通，NMOS相反，VG>>VS短通。
• VDD只表示是器件电压，不要把它PMOS上端当成糟糕的漏极(=____=)
  另外我们有：