[其他]高跨导高厄利(Early)电压模似(MOS)晶体管

说明书

高跨导高Ｅａｒｌｙ电压的Ｍｏｓ晶体管－－ＨＧＥＴ，属于一族新型半导体集成器件。它能在常规的ＭＯＳ工艺下制造出跨导为２０～４０ｍＶ，Ｅａｒｌｙ电压为４０～５０Ｖ的器件。这种器件放大器的电压增益可达５７ｄｂ，它的等效电路是由两个ＭＯＳ管和一个双极型晶体管复合构成，它的工艺简单，又能比普通的ＭＯＳ器件的芯片面积小β倍，用于模拟电路中即能获得高增益，又因互补作用，能灵活满足不同电路的设计要求。

高跨导高厄利（Early）电压模拟（MOS）晶体管，简称HGET。属于-族新型半导体集成器件。（以下称厄利为Early、模拟为MOS）

为了使MOS器件有源负载单极放大器得到高增益，必须提高MOS管的跨导和输出阻抗。有一种现行的高跨导晶体管，是由一个MOS晶体管和一个双极型晶体管按达林顿式复合成（如图1的A），这种晶体管的跨导可以达到20mU，但它们Early电压很低，约小于5伏。另一种现行的高输出阻抗MOS晶体管，是由两个MOS晶体管按共源-共栅形式复合而成（如图1的B），这种晶体管输出阻抗很高（几十KΩ～几百KΩ），但它的跨导比较低，约小于10mu。现行的这两种晶体管的缺点是：或是高跨导低输出阻抗，或是低跨导高输出阻抗，不能作到既高跨导，又高输出阻抗。

本发明的高跨导，高Early电压晶体管，是将上述两种晶体管的高跨导和高Early电压的优点结合在一起，并发明了新的结构和版图，经检索国内外技术资料和专利文献HOIL，没有我所发明的高跨导高Early电压晶体管，即HGET。

本发明的目的是提供一种高跨导高Early电压的MOS晶体管，其制造工艺能够和长沟（大于3微米）的MOS器件工艺相容。这样就可以用普通MOS工艺制作出高增益器件。

HGET是把上述两种，高跨导（图1A）和高Early电压（图1B）两种晶体管的优点结合起来，作成一类新的半导体集成器件，它们的等效电路如附图2，3所示。它的特点是在现行的高跨导MOS晶体管（图1A所示）的输出端接一个耗尽型、共栅接法的MOS管。根据不同的晶体管类型和不同的复合方式，HGET有下述四种：

（一）两个NMOS晶体管M₁、M₂和一个npn双极型晶体管Q复合，如图2A。

（二）两个PMOS晶体管M₁、M₂和一个PNP双极型晶体管Q复合，如图2B。

这两种HGET管是互补的，其等效电路的特征是：M₁的漏极、M₂的源极和Q的集电极短接，M₁的源极和Q的基极短接，M₂的栅极和Q的发射极短接。对外引出三端是M₂的源极，M₁的栅极和Q的发射极分别作为HGET的D、G、S三端。称甲类复合。

（三）两个NMOS晶体管M₁、M₂和一个PNP双极型晶体管Q复合，如图3A所示。

（四）两个PMOS晶体管M₁、M₂和一个npn双极型晶体管Q复合，如图3B所示。

（三）和（四）两种HGET也是互补的。其等效电路的特征是：M₁的漏极和Q的基极短接，M₁的源极、Q的集电极和M₂的栅极短接，M₂的源极和Q的发射短接。对外引出的三端是M₂的漏极，M₁的栅极和M₁的源极分别作HGET管的D、G、S三端。称乙类复合。

如上所述，在HGET的等效电路中，因M₁和Q组成的达林顿式管可以得到高跨导，而其栅极偏置的M₂又可有较高的输出阻抗，这样HGET就即有高跨导的性能，又有高Early电压的性能。由于M₂的共栅偏置，它能降低由M₁和Q的输出导纳和反馈电容，因而HGET有较高的稳究性。HGET是一族半导体器件，它包括了两个互补对，即4种管子，因此它可以灵活地适应于各种不同的电路要求，这是本发明的一个优点。