场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管,是较新型的半导体材料,利用电场效应来控制晶体管的电流,名字由此而来。它只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分,它有空穴作为载流子的P沟道器件子和电子作为载流子的N沟道器件和。从场效应管的结构来划分,它分为两种:
1.结型场效应管
(1) 结型场效应管结构
N沟道结型场效应管的结构如看下图,它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结,形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。两个P区即为栅极,N型硅的一端是漏极,另一端是源极。
(2) 结型场效应管工作原理
以N沟道为例说明其工作原理。
当VGS=0时,在漏、源之间加有一定电压时,在漏源间将形成多子的漂移运动,产生漏极电流。当VGS<0时,PN结反偏,形成耗尽层,漏源间的沟道将变窄,ID将减小,VGS继续减小,沟道继续变窄,ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VGS (off)。
2. 绝缘栅场效应管(mos管)的工作原理
绝缘栅场效应管分为:
耗尽型→N沟道、P沟道
增强型→N沟道、P沟道
(1)N沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构
N沟道耗尽型的结构和符号如下图(a)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。
(2)P沟道增强型和耗尽型MOSFET
P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。
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