場效應管的分類、結(jié)構(gòu)以及原理

　　場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫（FET））簡稱場效應管，是較新型的半導體材料，利用電場效應來控制晶體管的電流，因而得名。它只有一種載流子參與導電的半導體器件，是一種用輸入電壓控制輸出電流的半導體器件。從參與導電的載流子來劃分，它有電子作為載流子的N溝道器件和空穴作為載流子的P溝道器件。從場效應管的結(jié)構(gòu)來劃分，它有結(jié)型場效應管和絕緣柵型場效應管之分。

　　1.結(jié)型場效應管

　　（1） 結(jié)型場效應管結(jié)構(gòu)

　　它是在N型半導體硅片的兩側(cè)各制造一個PN結(jié)，形成兩個PN結(jié)夾著一個N型溝道的結(jié)構(gòu)。兩個P區(qū)即為柵極，N型硅的一端是漏極，另一端是源極。

　　（2） 結(jié)型場效應管工作原理

　　以N溝道為例說明其工作原理。

　　當VGS=0時，在漏、源之間加有一定電壓時，在漏源間將形成多子的漂移運動，產(chǎn)生漏極電流。當VGS《0時，PN結(jié)反偏，形成耗盡層，漏源間的溝道將變窄，ID將減小，VGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄，ID繼續(xù)減小直至為0。當漏極電流為零時所對應的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VGS （off）。

　　（3）結(jié)型場效應管特性曲線

　　結(jié)型場效應管的特性曲線有兩條，

　　一是輸出特性曲線（ID=f（VDS）| VGS=常量），

　　二是轉(zhuǎn)移特性曲線（ID=f（VGS）|VDS =常量）。

　　N溝道結(jié)型場效應管的特性曲線

　　2. 絕緣柵場效應三極管的工作原理

　　絕緣柵場效應三極管分為：

　　耗盡型→N溝道、P溝道

　　增強型→N溝道、P溝道

　　（1）N溝道耗盡型絕緣柵場效應管結(jié)構(gòu)

　　它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當VGS=0時，這些正離子已經(jīng)感應出反型層，形成了溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當VGS》0時，將使ID進一步增加。VGS《0時，隨著VGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對應ID=0的VGS稱為夾斷電壓，用符號VGS （off）表示，有時也用VP表示。

　　（2）N溝道增強型絕緣柵場效應管結(jié)構(gòu)

　　N溝道增強型絕緣柵場效應管，結(jié)構(gòu)與耗盡型類似。但當VGS=0 V時，在D、S之間加上電壓不會在D、S間形成電流。當柵極加有電壓時，若VGS》VGS （th）時，形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。在VGS=0V時ID=0，只有當VGS》VGS （th）后才會出現(xiàn)漏極電流，這種MOS管稱為增強型MOS管。

　　VGS（th）——開啟電壓或閥電壓;

　　（3）P溝道增強型和耗盡型MOSFET

　　P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。