结型场效应管的结构和类型

场效应管原理来源：互联网作者：关键字：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。

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。

结型场效应管和绝缘栅型场效应管场效应管是一种电子元件，它可以通过控制输入信号的电压来调节输出信号的电流。

场效应管可以分为两种类型：结型场效应管和绝缘栅型场效应管。

结型场效应管（JFET）是一种基于PN结的半导体器件，它有一个p型或n型的半导体材料作为门极。

当没有外部电压时，JFET的通道是导通的，因为电子可以从源极流向漏极。

当有负偏压施加在门极上时，通道的电阻会增加，电流也会减少。

相反，当有正偏压施加在门极上时，通道的电阻会减小，电流也会增加。

这种调节电流的方式使得JFET可以用于放大、开关、调节电压等应用。

与JFET不同，绝缘栅型场效应管（MOSFET）的门极是由氧化物绝缘层隔离的金属栅极。

MOSFET可以分为两种类型：n沟道MOSFET （n-MOSFET）和p沟道MOSFET（p-MOSFET）。

n-MOSFET的沟道是由n 型半导体材料构成的，而p-MOSFET的沟道是由p型半导体材料构成的。

当没有外部电压时，MOSFET的通道是关闭的，因为绝缘层隔离了栅极和沟道。

当有正偏压施加在栅极上时，沟道下方的半导体材料会形成一个n型或p型区域，从而产生一个导电通道，电流会从源极流向漏极。

与JFET类似，当门极电压增加时，通道的电阻会减小，电流也会增加。

MOSFET具有比JFET更高的输入电阻和更低的噪声水平，因此在高频放大器和低噪声电路中广泛使用。

此外，MOSFET还可以用于数字电路中的开关和存储器单元。

总的来说，结型场效应管和绝缘栅型场效应管都是重要的半导体器件，它们在电子技术中具有广泛的应用。

随着科技的不断发展，这两种器件也在不断地改进和完善，为电子行业的发展提供了强有力的支持。

场效应管原理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）。

1.1 1.1.1MOS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。

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1线性电子电路教案道中的电子，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将不断增加。

什么是结型场效应管场效应管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。

它不仅具有双极型三极管的体积小,重量轻,耗电少,寿命长等优点,而且还具有输入电阻高,热稳定性好,抗辐射能力强,噪声低,制造工艺简单,便于集成等特点.因而,在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用.根据结构和工作原理不同,场效应管可分为两大类: 结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。

在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区（N区一般做得很薄），形成了两个PN结。

在N区的两端各做一个欧姆接触电极，在两个P区上也做上欧姆电极，并把这两个P 区连起来，就构成了一个场效应管。

从N型区引出的两个电极分别为源极S和漏极D，从两个P区引出的电极叫栅极G，很薄的N区称为导电沟道。

结型场效应管分类：N沟道和P沟道两种。

如下图所示为N沟道管的结构和符号。

如右图所示为N沟道结型场效应管的结构示意图。

N沟道结型场效应管正常工作时，在漏-源之间加正向电压，形成漏极电流。

<0，耗尽层承受反向电压，既保证栅-源之间内阻很高，又实现对沟道电流的控制。

★=0时，对导电沟道的控制作用，如下图所示。

◆=0时，=0，耗尽层很窄，导电沟道很宽。

◆│增大时，耗尽层加宽，沟道变窄，沟道电阻增大。

◆│增大到某一数值时，耗尽层闭合，沟道消失，沟道电阻趋于无穷大，称此时的值为夹断电压。

★为~0中某一固定值时，对漏极电流的影响▲=0，由所确定的一定宽的导电沟道，但由于d-s间电压为零，多子不会产生定向移动，=0。

▲>0，有电流从漏极流向源极，从而使沟道各点与栅极间的电压不再相等，沿沟道从源极到漏极逐渐增大，造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边的宽。

如下图（a）所示。

▲从零逐渐增大时，=- 逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道随之变窄。

电流随线性增大。

▲增大，使=，漏极一边耗尽层出现夹断区，称=为预夹断。

▲继续增大，<，夹断区加长。

结型场效应管结型场效应管（JFET）是一种常用的场效应管。

它是由一对PN结构组成的，可以分为N型JFET和P型JFET两种类型。

JFET通常用作信号放大器或开关，具有高输入阻抗和低输出电阻等优点，在电子设备中得到广泛应用。

结构和工作原理JFET的结构包括了沟道和栅极，通常由半导体材料构成。

当增加栅极电压时，栅极和沟道之间的势垒宽度会发生变化，从而调节沟道中的载流子数量。

当栅极电压增加时，势垒减小，使得沟道中的载流子数量增加，从而增大导通电流；相反，当栅极电压减小时，势垒增加，导致导通电流减小。

因此，通过调节栅极电压，可以实现对JFET的控制。

N型JFETN型JFET的沟道是由N型半导体材料构成，栅极电压使沟道中的电荷密度发生变化。

当栅极与源极之间的电压为负值时，JFET处于截止状态，沟道截断，导通电流几乎为零；当栅极与源极之间的电压为正值时，JFET处于放大状态，沟道导通，导通电流增加。

P型JFETP型JFET的沟道是由P型半导体材料构成，与N型JFET相反，当栅极与源极之间的电压为负值时，P型JFET处于放大状态，沟道导通；当栅极与源极之间的电压为正值时，P型JFET处于截止状态，导通电流几乎为零。

应用领域JFET广泛应用于各种电子设备中，例如放大器、滤波器、振荡器和电压控制器等。

由于JFET具有高输入电阻和低输出电阻的特性，适合用作信号放大器。

此外，JFET还可以作为电子开关，用于控制电路的通断或信号的调节。

结型场效应管是一种重要的场效应管，在电子技术领域具有重要的应用价值。

通过对JFET的结构和工作原理进行深入了解，可以更好地应用它在电子设备中，实现各种功能的设计和控制。