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场效应管基础

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MOS管基础知识

MOS管基础知识

ＭＯＳ管基础知识MOS管场效应管知识要点：场效应管原理、场效应管的小信号模型及其参数场效应管是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。

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( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。

IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。

1.11.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)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。

增强型MOS(EMOS)场效应管根据图3-1，N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，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，用符号B表示。

图3-1 N 沟道增强型EMOS管结构示意一、工作原理1．沟道形成原理当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间形成电流。

当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通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斥，出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，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。

场效应管的基础知识

场效应管的基础知识

场效应管的基础知识：
场效应管（Field Effect Transistor，FET）是一种利用电场效应来控制半导体器件中的电流流动的半导体器件。

以下是场效应管的基础知识：
1.工作原理：场效应管利用电场效应原理，通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间
的电流。

当栅极电压为零时，源极和漏极之间没有电流。

当栅极电压不为零时，电场效应使得半导体内的电子聚集在沟道的一侧，形成导电沟道，从而使得源极和漏极之间有电流流动。

2.结构：场效应管的结构包括源极（Source）、漏极（Drain）、栅极（Gate）三个电
极。

源极和漏极之间是半导体材料，称为沟道。

栅极位于源极和漏极之间，通过控制栅极电压来控制沟道的通断。

3.类型：场效应管有N沟道和P沟道两种类型。

N沟道场效应管的源极和漏极之间是
N型半导体，P沟道场效应管的源极和漏极之间是P型半导体。

4.特性曲线：场效应管的特性曲线包括转移特性曲线和输出特性曲线。

转移特性曲线
表示栅极电压对漏极电流的影响，输出特性曲线表示漏极电流与漏极电压之间的关系。

5.应用：场效应管广泛应用于电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。

由于场效应
管具有体积小、重量轻、寿命长等优点，因此在便携式设备、移动通信等领域得到广泛应用。

结型场效应管(JFET)的基础知识

结型场效应管(JFET)的基础知识

结型场效应管(JFET)的基础知识
结构与符号：
在N区两侧扩散两个P+区，形成两个PN结。

两个P+区相连，引
出栅极g。

N体的上下两端分别引出漏极d和源极s。

导电原理：
(1)VGS=0时，N型棒体导电沟道最宽(N型区)。

有了VDS后，沟
道中的电流最大。

(2)VGS小于0时，耗尽层加宽(主要向沟道一测加宽)，并向沟道中间延伸，沟道变窄。

当VGS加上负VGS电压和VDS电压以后，VGD的负压比VGS大，所以，二个反偏PN结的空间电荷区变得上宽下窄，使沟道形成楔形。

JFET通过VGS改变半导体内耗尽层厚度(沟道的截面积)控制iD，称为体内场效应器件;MOSFET主要通过改变衬底表层沟道的厚度来控制iD，
称为表面场效应器件。

JFET的伏安特性(以N沟道JFET为例)：伏安特性曲线和电流方程与耗尽型MOSFET相似。

但VGS必定要反向偏置。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

场效应管的基础知识

场效应管的基础知识

场效应管的基础学问英文名称：MOSFET （简写：MOS ）中文名称：功率场效应晶体管（简称：场效应管）场效应晶体管简称场效应管，它是由半导体材料构成的。

与一般双极型相比，场效应管具有许多特点。

场效应管是一种单极型半导体（内部只有一种载流子一多子）分四类：N沟通增加型；P沟通增加型;N沟通耗尽型；P沟通耗尽型。

增加型MOS管的特性曲线场效应管有四个电极，栅极G、漏极D、源极S和衬底B ,通常字内部将衬底B与源极S相连。

这样，场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种压控电流源器件，即流入的漏极电流ID栅源电压UGS掌握。

1、转移特性曲线:应留意：①转移特性曲线反映掌握电压VGS与电流ID之间的关系。

②当VGS很小时,ID基本为零，管子截止;当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化，VTN称为开启电压，约为2V0③无论是在VGS2、输出特性曲线：输出特性是在给顶VGS的条件下，ID与VDS之间的关系。

可分三个区域。

①夹断区：VGS②可变电阻区：VGS>VTN且VDS值较小。

VGS值越大，则曲线越陡，D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。

③恒流区：VGS>VTN且VDS值较大。

这时ID只取于VGS ,而与VDS无关。

3、MOS管开关条件和特点：管型状态,N-MOS , P-MOS特点截止VTN , RDS特别大，相当与开关断开导通VGS2VTN , VGS<VTN , RON很小，相当于开关闭合4、MOS场效应管的主要参数①直流参数a、开启电压VTN ,当VGS>UTN时，增加型NMOS管通道。

b、输入电阻RGS , 一般RGS值为109〜1012。

高值②极限参数最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS , V(RB)DS最大允许耗散功率PDSM5、场效应的电极判别用RxlK挡，将黑表笔接管子的一个电极，用红表笔分别接此外两个电极，如两次测得的结果阻值都很小，则黑表笔所接的电极就是栅极(G),此外两极为源(S)、漏(D)极，而且是N型沟场效应管。

场效应管基础知识单选题100道及答案解析

场效应管基础知识单选题100道及答案解析

场效应管基础知识单选题100道及答案解析1. 场效应管是一种（）控制器件。

A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件，通过栅源电压来控制漏极电流。

2. 场效应管的输入电阻（）。

A. 很小B. 较大C. 中等D. 很大答案：D解析：场效应管的输入电阻通常可达10^7 - 10^15 欧姆，输入电阻很大。

3. 结型场效应管的栅源电压不能（）。

A. 为正B. 为负C. 为零D. 不确定答案：A解析：结型场效应管的栅源电压必须为负，才能形成导电沟道。

4. 增强型MOS 场效应管的开启电压（）。

A. 大于零B. 小于零C. 等于零D. 不确定答案：A解析：增强型MOS 场效应管的开启电压大于零。

5. 耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时（）。

A. 没有导电沟道B. 有导电沟道C. 导电沟道不确定D. 以上都不对答案：B解析：耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时就有导电沟道。

6. 场效应管的跨导反映了（）。

A. 输入电压对输出电流的控制能力B. 输入电流对输出电压的控制能力C. 输出电压对输入电流的控制能力D. 输出电流对输入电压的控制能力答案：D解析：场效应管的跨导表示输出电流对输入电压的控制能力。

7. 场效应管工作在恒流区时，其漏极电流主要取决于（）。

A. 栅源电压B. 漏源电压C. 栅极电阻D. 漏极电阻答案：A解析：在恒流区，漏极电流主要由栅源电压决定。

8. 场效应管的夹断电压是指（）。

A. 使导电沟道完全夹断时的栅源电压B. 使导电沟道开始夹断时的栅源电压C. 使漏极电流为零时的栅源电压D. 以上都不对答案：A解析：夹断电压是使导电沟道完全夹断时的栅源电压。

9. 场效应管的输出特性曲线可分为（）个区域。

A. 2B. 3C. 4D. 5答案：B解析：输出特性曲线分为可变电阻区、恒流区和截止区三个区域。

10. 以下哪种场效应管的输入电容最小（）。

A. 结型场效应管B. 增强型MOS 场效应管C. 耗尽型MOS 场效应管D. 无法确定答案：A解析：结型场效应管的输入电容相对较小。

第3章-MOS集成电路器件基础

第3章-MOS集成电路器件基础

第三章 MOS集成电路器件基础
假定有一NMOS管， W=3 μm, L=2 μm, 在恒流区则有:
UGS 2V
ID
K 2
W L
(U
GS
UTH
)2
1 2
73A /V
2
3m 2m
(2V
0.7V
)2
93A
若UGS=5 V, 则
ID
1 2
73A/V
2
3m 2m
(5V
0.7V
)2
1.0mA
第三章 MOS集成电路器件基础
由于源漏结的横向扩散， 栅源和栅漏有一重叠长度为 LD， 所以导电沟道有效长度(Leff)将小于版图中所画的 导电沟道总长度。 我们将用L表示导电沟道有效总长 度Leff， 图3 - 1中W表示沟道宽度。 在今后的学习中， 我们将会发现， 宽长比(W/L)和氧化层厚度tox这两个参 数对MOS管的性能是多么重要。 而MOS技术发展中的 主要推动力就是在保证电性能参数不下降的前提下， 一代一代地缩小沟道长度L和氧化层厚度tox。
第三章 MOS集成电路器件基础
G 多晶硅 D
S
氧化 层
W
N＋ P型 衬 底
Leff
N＋
Ldra wn
LD
图3 - 1 NMOS管的简化结构
第三章 MOS集成电路器件基础
3.1.2 N阱及PMOS 为了使MOS管的电流只在导电沟道中沿表面流动
而不产生垂直于衬底的额外电流， 源区、 漏区以及沟 道和衬底间必须形成反偏的PN结隔离， 因此， NMOS 管的衬底B必须接到系统的最低电位点(例如“地”)， 而PMOS管的衬底B必须要接到系统的最高电位点(例如 正电源UDD)。 衬底的连接如图3 - 2(a)、 (b)所示。

场效应管基础知识——很全

场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。

一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。

它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108W～109W）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

一、场效应管的分类场效应管分结型、绝缘栅型两大类。

结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。

目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS 场效应管、VMOS功率模块等。

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。

若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。

结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。

场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。

而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

见下图。

二、场效应晶体管的型号命名方法现行场效应管有两种命名方法。

第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。

第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。

例如,3DJ6D 是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。

例如CS14A、CS45G等。

三、场效应管的参数1、IDSS —饱和漏源电流。

mos管基础知识

MOS管的基础知识什么是场效应管呢？场效应管式是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。

由于它是靠半导体中的多数载流子导电，又称单极性晶体管。

它区别晶体管，晶体管是利用基极的小电流可以控制大的集电极电流。

又称双极性晶体管。

一，MOS管的种类，符号。

1JFET结型场效应管----利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而控制漏极电流的大小。

结型场效应管一般是耗尽型的。

耗尽型的特点：a,PN结反向电压，这个怎么理解，就是栅极G,到漏极D和源极s有个PN结，b,未加栅压的时候，器件已经导通。

要施加一定的负压才能使器件关闭。

C,从原理上讲，漏极D和源极S不区分，即漏极也可作源极，源极也可以做漏极。

漏源之间有导通电阻。

2IGFET绝缘栅极场效应管----利用栅源电压的大小来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

增强型效应管特点：A,栅极和源极电压为0时，漏极电流为0的管子是增强型的。

B,栅源电压，这个之间是个绝缘层，绝缘栅型一般用的是SIO绝缘层。

2耗尽型绝缘栅场效应晶体管的性能特点是:当栅极电压U。

=0时有一定的漏极电流。

对于N沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加正电压，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐减小直至截止。

对于P沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管，漏极加负电压，栅极电压从0逐渐下降时漏极电流逐渐增大，栅极电压从0逐渐上升时漏极电流逐渐减小直至截止。

1，按功率分类：A,小信号管，一般指的是耗尽型场效应管。

主要用于信号电路的控制。

B,功率管，一般指的是增强型的场效应管，只要在电力开关电路，驱动电路等。

2，按结构分类：增强型，耗尽型结型场效应管：N沟道结型场效应管 P沟道结型场效应管（一般是耗尽型）绝缘栅型场效应管：N沟道增强型，P沟道增强型，N沟道耗尽型，P沟道耗尽型。

二,用数字万用表测量MOS管的方法用数字万用表判断MOS的管脚定义。

双极型晶体管和场效应管基础知识

双极型晶体管和场效应管基础知识
1.场效应管主要有结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。

绝
缘栅型场效应管的衬底(B)与源析(S)连在一起，它的三个极分别为栅极(G)、
漏极(D)和源极(S)。

晶体管分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极(b)、
集电极(c)、发射极(e)。

场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相
似的功能。

绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电
流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽
窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电
感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。

它们性质的差异使结型场效应
管往往运用在功放输入级(前级)，绝缘栅型场效应管则用在功放末级(输出级)。

 2.双极型晶体管内部电流由两种载流子形成，它是利用电流来控制。

场效
应管是电压控制器件，栅极(G)基本上不取电流，而晶体管的基极总要取一定的电流，所以在只允许从信号源取极小量电流的情况下，应该选用场效应管。

而在允许取一定量电流时，选用晶体管进行放大，可以得到比场效应管高的
电压放大倍数。

 3.场效应管是利用多子导电(多子：电子为多数载流子，简称多子)，而晶体管是既利用多子，又利用少子(空穴为少数载流子，简称少子)，由于少子的
浓度易受温度，辐射等外界条件的影响，因此在环境变化比较剧烈的条件下，采用场效应管比较合适。

模电第一章半导体基础(场效应管)


④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值， 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对 于结型场效应三极管， 约大于10 于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于 7 ，对 约是10 于绝缘栅型场效应三极管, 于绝缘栅型场效应三极管 RGS约是 9～1015 。 低频跨导g ⑤ 低频跨导 m 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用， 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用， gm可以在转 移特性曲线上求取，单位是 移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门 毫西门 子)。 。 最大漏极功耗P ⑥ 最大漏极功耗 DM 最大漏极功耗可由P 决定， 最大漏极功耗可由 DM= uDS iD决定，与双极型 三极管的P 相当。 三极管的 CM相当。
的区域，曲线基本平行等距。 的区域，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏， 此时，发射结正偏，集电结 反偏，电压大于0.7 左右 左右(硅 反偏，电压大于 V左右 硅 管) 。
1.4 场效应管
结型场效应管 绝缘栅型场效应管 场效应管的主要参数 晶体管和场效应管的比较
概述
1.定义 1.定义 是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。 是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。 电场效应来控制输出电流的半导体器件 仅一种载流子参与导电，又称单极型晶体管 单极型晶体管。 因仅一种载流子参与导电，又称单极型晶体管。 2.分类 2.分类 从参与导电的载流子来划分， 沟道器件和 从参与导电的载流子来划分，有N沟道器件和 沟道 P沟道器件。 沟道器件 沟道器件。 从场效应管的结构来划分， 从场效应管的结构来划分，有结型场效应管 绝缘栅型场效应管。 和绝缘栅型场效应管。
DS
UGS（th） UGS（th）
2UGS（th） 2UGS（th）
转移特性曲线
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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)。
图 02.18 各类场效应三极管的特性曲线 4.2.3 结型场效应三极管 (1) 结型场效应三极管的结构
结型场效应三极管的结构与绝缘栅 场效应三极管相似，工作机理也相同 。结型场效应 三极管的结构如图 02.19 所示，它是在 N 型半导体硅片的两侧各制造个 P 区即为栅极，N 型硅的一端是漏极，另一端是 源极。
当 VDS 增加到使 VGD=VGS(th)时，沟道如图 02.15(b)所示。这相当于 VDS 增加使 漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况，称为预夹断，此时的漏极电流 ID 基本饱和。当 VDS 增加到 VGD?VGS(th)时，沟道如图 02.15(c)所示。此时预夹断区域加长，伸向 S 极。 VDS 增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， ID 基本趋于不变。
(a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线
图 3N 沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构和转移特性曲线 (2)N 沟道增强型绝缘栅场效应管 结构与耗尽型类似。但当 UGS=0V 时，在 D、S 之间加上电压不会在 D、S 间形成 电流。 当栅极加有电压时，若 0UGS(th)时，形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加 有漏源电压，就可以形成漏极电流 ID。在 UGS=0V 时 ID=0，只有当 UGS>UGS(th)后才 会出现漏极电流，这种 MOS 管称为增强型 MOS 管。 N 沟道增强型 MOS 管的转移特性曲线，见图 4。
(3) 结型场效应三极管的特性曲线
结型场效应三极管的特性曲线有两 条，一是转移特性曲线，二是输出特 性曲线。它与 绝缘栅场效应三极管的特性曲线基本相 同，只不过绝缘栅场效应管的栅压可 正、可负，而
结型场效应三极管的栅压只能是 P 沟道的为正或 N 沟道的为负。N 沟道结型场效应三极管 的特性曲线如图 02.22 所示。


图 02.19 结型场效应三极管的结构
(2) 结型场效应三极管的工作原理
根据结型场效应三极管的结构，因它没有绝缘层，只能工作在反偏的条件下，对于 N 沟道结型场效应三极管只能工作在负栅压区，P 沟道的只能工作在正栅压区，否则将会出 现栅流。现以 N 沟道为例说明其工作原理。
① 栅源电压对沟道的控制作用
1.结型场效应三极管 (1) 结构 N 沟道结型场效应三极管的结构如图 1 所示，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。
图 1 结型场效应三极管的结构 (2) 工作原理 以 N 沟道为例说明其工作原理。 当 UGS=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 UGS<0 时，PN 结反偏，形成耗尽层，漏源间的沟道将变窄，ID 将减小， UGS 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 UGS 称为夹断电压 UGS(off)。 (3)特性曲线
图 02.15 漏源电压 VDS 对沟道的影响(动画 2-5) 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。
(a) 输出特性曲线 (b)转移特性曲线 图 02.16 漏极输出特性曲线和转移特性曲线 (2)N 沟道耗尽型 MOSFET N 沟道耗尽型 MOSFET 的结构和符号如图 02.17(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。所以当 VGS=0 时，这些正离子已经感应出反型层， 形成了沟道。于是，只要有漏源电压，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 的减小漏极电流逐渐减小，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 特性曲线如图 02.17(b)所示。
图 4 转移特性曲线 (3)P 沟道 MOS 管 P 沟道 MOS 管的工作原理与 N 沟道 MOS 管完全相同，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。 3 主要参数 (1) 直流参数 指耗尽型 MOS 夹断电压 UGS=UGS(off) 、增强型 MOS 管开启电压 UGS(th)、耗尽 型场效应三极管的饱和漏极电流 IDSS(UGS=0 时所对应的漏极电流)、输入电阻 RGS. (2) 低频跨导 gm gm 可以在转移特性曲线上求取，单位是 mS(毫西门子)。 (3) 最大漏极电流 IDM 2 场效应半导体三极管 场效应半导体三极管是只有一种载 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，它有电子作为载流子的 N 沟道器 件和空穴作为载流子的 P 沟道器件。从场效应三极管的结构来划分，它有结型场效应三极 管 JFET(JunctiontypeFieldEffectTransister)和绝缘栅型场效应三极管
2.漏源电压 VDS 对漏极电流 ID 的控制作用 当 VGS>VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压 VDS 对漏极电流 ID 的影响。 VDS 的不同变化对沟道的影响如图 02.15 所示。根据此图可以有如下关系
当 VDS 为 0 或较小时，相当 VGD>VGS(th)，沟道分布如图 02.15(a)，此时 VDS 基 本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布 。在紧靠漏极处，沟道达到开启的程 度以上，漏源 之间有电流通过。
② 漏源电压对沟道的控制作用
在栅极加有一定的电压，且 VGS>VGS(off)，若漏源电压 VDS 从零开始增加，则 VGD=VGS-VDS 将随之减小。使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从左至右呈楔形分 布，如图 02.21(a)所示。当 VDS 增加到使 VGD=VGS—VDS=VGS(off)时，在紧靠漏极处 出现预夹断，如图 02.21(b)所示。当 VDS 继续增加，漏极处的夹断继续向源极方向生长延 长。以上过程与绝缘栅场效应三极管的十分相似。
图 2N 沟道结型场效应三极管的特性曲线 2. 绝缘栅场效应三极管的工作原理 绝缘栅场效应三极管分为：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 N 沟道耗尽型的结构和符号如图 3(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。所以当 UGS=0 时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。于 是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。当 UGS>0 时，将使 ID 进一步增加。UGS<0 时，随着 UGS 的减小漏极电流逐渐减小，直至 ID=0。对应 ID=0 的 UGS 称为夹断电压， 用符号 UGS(off)表示，有时也用 UP 表示。N 沟道耗尽型的转移特性曲线如图 30(b)所示。
场效应管原理
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，因而得名。它 的外型也是一个三极管，因此又称场效 应三极管。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，它有电 子作为载流子的 N 沟道器件和空穴作为载流子的 P 沟道器件。从场效应三极管的结构来划 分，它有结型场效应三极管和绝缘栅型场效应三极管之分。

(a) 漏极输出特性曲线(动画 2-6)(b) 转移特性曲线(动画 2-7) 图 02.22N 沟道结型场效应三极管的特性曲线
VGS 对漏极电流的控制关系可用 iD=f(vGS)?VDS=const 这一曲线描述，称为转移特 性曲线，见图 02.14。
图 02.14 转移特性曲线 转移特性曲线的斜率 gm 的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 gm 的量 纲为 mA/V，所以 gm 也称为跨导。 跨导的定义式如下：

(a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线 图 02.17N 沟道耗尽型 MOSFET 的结构和转移特性曲线 (3)P 沟道耗尽型 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。 4.2.2 伏安特性曲线 场效应三极管的特性曲线类型比较 多，根据导电沟道的不同以及是增强 型还是耗尽型 可有四种转移特性曲线和输出特性曲线 ，其电压和电流方向也有所不同。如 果按统一规定 的正方向，特性曲线就要画在不同的象限。为了便于绘制，将 P 沟道管子的正方向反过来 设定。有关曲线绘于图 02.18 之中。
结型场效应三极管的特性曲线有两 条，一是输出特性曲线(ID=f(UDS)| UGS=常量),二 是转移特性曲线(ID=f(UGS)|UDS=常量)。N 沟道结型场效应三极管的特性曲线如图 2 所 示。
(a) 漏极输出特性曲线 (b) 转移特性曲线
图 02.13N 沟道增强型 MOSFET 的结构示意图和符号 ② 工作原理 1.栅源电压 VGS 的控制作用 当 VGS=0V 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 间形成电流。 当栅极加有电压时，若 0
进一步增加 VGS，当 VGS>VGS(th)时(VGS(th) 称为开启电压)，由于此时的栅极电 压已经比较强，在靠近栅极下方的 P 型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将 漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流 ID。在栅极下方形成的导 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。随着 VGS 的继 续增加，ID 将不断增加。在 VGS=0V 时 ID=0，只有当 VGS>VGS(th)后才会出现漏极电 流，这种 MOS 管称为增强型 MOS 管。