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信息来源：本站日期：2017-07-07

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场效应管是只要一种载流子参与导电，用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET。

MOS场效应管有加强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。

加强型MOS(EMOS)场效应管道加强型MOSFET根本上是一种左右对称的拓扑构造，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极 G。P型半导体称为衬底(substrat)，用符号B表示。

工作原理
1．沟道构成原理当Vgs=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压，不会在D、S间构成电流。

当栅极加有电压时，若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），经过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排挤，呈现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，缺乏以构成沟道，所以依然缺乏以构成漏极电流ID。

进一步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时，由于此时的栅极电压曾经比拟强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中汇集较多的电子，能够构成沟道，将漏极和源极沟通。假如此时加有漏源电压，就能够构成漏极电流ID。在栅极下方构成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着Vgs的继续增加，ID将不时增加。

在Vgs=0V时ID=0，只要当Vgs＞Vgs(th)后才会呈现漏极电流，这种 MOS管称为加强型MOS管。

VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描绘，称为转移特性曲线，见图。

场效应管

转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制造用。 gm 的量纲为mA/V，所以gm也称为跨导。

跨导的定义式如下：gm=△ID/△VGS|(单位mS)

2． Vds对沟道导电才能的控制

当Vgs＞Vgs(th)，且固定为某一值时，来剖析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟道的影响如图所示。

场效应管

依据此图能够有如下关系:

VDS=VDG＋VGS= —VGD＋VGSVGD=VGS—VDS

当VDS为0或较小时，相当VGD＞VGS(th)，沟道呈斜线散布。在紧靠漏极处，沟道到达开启的水平以上，漏源之间有电流经过。

当VDS 增加到使VGD=VGS(th)时，相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的状况，称为预夹断，此时的漏极电流ID根本饱和。

当VDS增加到 VGD

当VGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，VDS对ID的影响，即iD=f(vDS)|VGS=const这一关系曲线如图02.16所示。

这一曲线称为漏极输出特性曲线。

伏安特性

1．非饱和区非饱和区又称可变电阻区，是沟道未被预夹断的工作区。由不等式VGS>VGS(th)、VDS

2．饱和区饱和区又称放大区，是沟道预夹断后所对应的工作区。由不等式VGS>VGS(th)、VDS>VGS-VGS(th) 限定。漏极电流表达式：

在这个工作区内，ID受VGS控制。思索厄尔利效应的ID表达式：

3．截止区和亚阈区VGS

4．击穿区当VDS 增大到足以使漏区与衬底间PN结引发雪崩击穿时，ID疾速增加，管子进入击穿区。

P沟道MOS场效应管

在N型衬底中扩散两个P+区，分别做为漏区和源区，并在两个P+之间的SiO2绝缘层上掩盖栅极金属层，就构成了 P沟道MOS管。

耗尽型MOS（DMOS）场效应管

N 沟道耗尽型MOSFET的构造和符号如图3-5所示，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时，这些正离子曾经感应出反型层，构成了沟道。于是，只需有漏源电压，就有漏极电流存在。当VGS＞0时，将使ID进一步增加。VGS＜0时，随着VGS的减小漏极电流逐步减小，直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压，用符号VGS(off)表示，有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线见图所示。