圖解絕緣柵型場效應管

　　本文圖文結合的解析了絕緣柵型場效應管的工作原理，希望對你的學習有所幫助。

　　增強型：VGS=0時，漏源之間沒有導電溝道，在VDS作用下無iD。

　　耗盡型：VGS=0時，漏源之間有導電溝道，在VDS作用下iD。

　　1、結構和符號(以N溝道增強型為例)

　　在一塊濃度較低的P型硅上擴散兩個濃度較高的N型區作為漏極和源極，半導體表面覆蓋二氧化硅絕緣層并引出一個電極作為柵極。

　　其他MOS管符號

　　2、工作原理(以N溝道增強型為例)

　　(1) VGS=0時，不管VDS極性如何，其中總有一個PN結反偏，所以不存在導電溝道。

　　VGS =0， ID =0

　　VGS必須大于0

　　管子才能工作。

　　(2) VGS>0時，在Sio2介質中產生一個垂直于半導體表面的電場，排斥P區多子空穴而吸引少子電子。當VGS達到一定值時P區表面將形成反型層把兩側的N區溝通，形成導電溝道。

　　VGS >0→g吸引電子→反型層→導電溝道

　　VGS↑→反型層變厚→ VDS ↑→ID↑

　　(3) VGS≥VT時而VDS較小時：

　　VDS↑→ID ↑

　　VT：開啟電壓，在VDS作

　　用下開始導電時的VGS°

　　VT = VGS —VDS

　　(4) VGS>0且VDS增大到一定值后，靠近漏極的溝道被夾斷，形成夾斷區。

　　VDS↑→ID 不變

　　3、特性曲線(以N溝道增強型為例)

　　場效應管的轉移特性曲線動畫 

　　4、其它類型MOS管

　　(1)N溝道耗盡型：制造時在柵極絕緣層中摻有大量的正離子，所以即使在VGS=0時，由于正離子的作用，兩個N區之間存在導電溝道(類似結型場效應管)。

　　(2)P溝道增強型：VGS = 0時，ID = 0開啟電壓小于零，所以只有當VGS < 0時管子才能工作。

　　(3)P溝道耗盡型：制造時在柵極絕緣層中摻有大量的負離子，所以即使在VGS=0 時，由于負離子的作用，兩個P區之間存在導電溝道(類似結型場效應管)。  

　　5、場效應管的主要參數

　　(1) 開啟電壓VT ：在VDS為一固定數值時，能產生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增強)

　　(2) 夾斷電壓VP ：在VDS為一固定數值時，使 ID對應一微小電流時的 |VGS | 值。(耗盡)

　　(3) 飽和漏極電流IDSS ：在VGS = 0時，管子發生預夾斷時的漏極電流。(耗盡)

　　(4) 極間電容 ：漏源電容CDS約為 0.1～1pF，柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為1～3pF。

　　(5) 低頻跨導 gm ：表示VGS對iD的控制作用。

　　在轉移特性曲線上，gm 是曲線在某點上的斜率，也可由iD的表達式求導得出，單位為 S 或 mS。

　　(6) 最大漏極電流 IDM

　　(7) 最大漏極耗散功率 PDM

　　(8) 漏源擊穿電壓 V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS