【E課堂】絕緣柵型場效應(yīng)管之圖解

　　增強(qiáng)型：VGS=0時(shí)，漏源之間沒有導(dǎo)電溝道，在VDS作用下無iD。耗盡型：VGS=0時(shí)，漏源之間有導(dǎo)電溝道，在VDS作用下iD。

　　1. 結(jié)構(gòu)和符號(hào)(以N溝道增強(qiáng)型為例)

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

　　其他MOS管符號(hào)

　　2. 工作原理(以N溝道增強(qiáng)型為例)

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

　　VGS =0， ID =0

　　VGS必須大于0

　　管子才能工作。

　　(2) VGS>0時(shí)，在Sio2介質(zhì)中產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的電場，排斥P區(qū)多子空穴而吸引少子電子。當(dāng)VGS達(dá)到一定值時(shí)P區(qū)表面將形成反型層把兩側(cè)的N區(qū)溝通，形成導(dǎo)電溝道。

　　VGS >0→g吸引電子→反型層→導(dǎo)電溝道

　　VGS↑→反型層變厚→ VDS ↑→ID↑

　　(3) VGS≥VT時(shí)而VDS較小時(shí)：

　　VDS↑→ID ↑

　　VT：開啟電壓，在VDS作

　　用下開始導(dǎo)電時(shí)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(qū)。

　　VDS↑→ID 不變

　　3. 特性曲線(以N溝道增強(qiáng)型為例)

　　場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線動(dòng)畫

　　4.其它類型MOS管

　　(1)N溝道耗盡型：制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的正離子，所以即使在VGS=0時(shí)，由于正離子的作用，兩個(gè)N區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場效應(yīng)管)。

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

　　(3)P溝道耗盡型：制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的負(fù)離子，所以即使在VGS=0 時(shí)，由于負(fù)離子的作用，兩個(gè)P區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場效應(yīng)管)。

　　5. 場效應(yīng)管的主要參數(shù)

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

　　(2) 夾斷電壓VP ：在VDS為一固定數(shù)值時(shí)，使 ID對(duì)應(yīng)一微小電流時(shí)的 |VGS | 值。(耗盡)

　　(3) 飽和漏極電流IDSS ：在VGS = 0時(shí)，管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)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(dǎo) gm ：表示VGS對(duì)iD的控制作用。

　　在轉(zhuǎn)移特性曲線上，gm 是曲線在某點(diǎn)上的斜率，也可由iD的表達(dá)式求導(dǎo)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