第五章 MOS 场效应晶体管§ 5.1 MOS 场效应晶体管的结构和工作原理1．基本结构上一章我们简单提到了金属－半导体场效应晶体管（即MESFET ），它的工作原理和JEFET 的工作原理有许多类似之处。
如果在金属－半导体结之间加一层氧化物绝缘层（如SiO 2）就可以形成另一种场效应晶体管，即金属－氧化物－半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ，缩写MOSFET ），如图所示（P172）。
MOS 管主要是利用半导体表面效应而制成的晶体管，参与工作的只有一种载流子（即多数载流子），所以又称为单极型晶体管。
在双极型晶体管中，参加工作的不仅有多数载流子，也有少数载流子，故称为双极型晶体管。
本章主要以金属―SiO 2―P 型Si 构成的MOS 管为例来讨论其工作原理。
器件的基本参数是：沟道长度L （两个N P +结间的距离）；沟道宽度Z ；氧化层厚度x 0；漏区和源区的结深x j ；衬底掺杂浓度N a 等。
MOS 场效应晶体管可以以半导体Ge 、Si 为材料，也可以用化合物GaAs 、InP 等材料制作，目前以使用Si 材料的最多。
MOS 器件栅下的绝缘层可以选用SiO 2、Si 3N 4和Al 2O 3等绝缘材料，其中使用SiO 2最为普遍。
2．载流子的积累、耗尽和反型 （1）载流子积累我们先不考虑漏极电压V D ，将源极和衬底接地，如图所示。
如果在栅极加一负偏压（0G <V ），就将产生由衬底指向栅极的垂直电场。
在电场作用下，将使空穴在半导体表面积累，而电子在金属表面积累，如图所示。
（2）载流子耗尽如果在栅极加一正偏压（0G >V ），就将产生由栅极指向衬底的垂直电场。
在此电场作用下，将造成半导体表面多子空穴耗尽（即在半导体表面感应出负电荷，这些负电荷是空间电荷，不可移动），而在金属表面感应出正电荷，如图所示。
