绝缘栅型场效应管,绝缘栅型场效应管分类-KIA MOS管

场效应管分结型、绝缘栅型两大类。按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。绝缘栅型场效应管（JGFET）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（场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及πMOS场效应管、VMOS功率模块等。

绝缘栅型场效应管具有比结型场效应管更高的输入阻抗（可达1012Ω以上），并且制造工艺比较简单，使用灵活方便，非常有利于高度集成化。

绝缘栅型场效应管分为：

N沟道增强型管

删源间需要加一定正向电压才能管子才能开启，有一个开启电压Ugs；电流随栅源间正向电压增大而增大，转移特性曲线在第一象限，和三极管类似。

N沟道耗尽型管

漏源之间存在导电沟道，无需加删压就能导电，开启电压Ugs（off）为负值，电流随正向电压增大而增大，转移特性曲线在一、四象限。

P沟道增强型管

删源间需要加一定反向电压才能管子才能开启，电流随反向电压增大而增大，转移特性曲线与N沟道增强型相反，在第四象限。

P沟道耗尽型管

与N沟道耗尽型类似，漏源之间存在导电沟道，无需加删压就能导电，开启电压Ugs（off）为正值，随反向电压增大而增大。转移特性曲线在二、三象限。

绝缘栅型场效应管结构

图1是N沟道增强型MOS管的结构示意图和符号。它是在一块P型硅衬底上，扩散两个高浓度掺杂的N+区，在两个N+区之间的硅表面上制作一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层，然后在SiO2和两个N型区表面上分别引出三个电极，称为源极s、栅极g和漏极d。在其图形符号中，箭头表示漏极电流的实际方向。

绝缘栅型场效应管原理

绝缘栅场效应管的导电机理是，利用UGS 控制"感应电荷"的多少来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流ID。若UGS=0时，源、漏之间不存在导电沟道的为增强型MOS管，UGS=0 时，漏、源之间存在导电沟道的为耗尽型MOS管。

图2中衬底为P型半导体，在它的上面是一层SiO2薄膜、在SiO2薄膜上盖一层金属铝，如果在金属铝层和半导体之间加电压UGS，则金属铝与半导体之间产生一个垂直于半导体表面的电场，在这一电场作用下，P型硅表面的多数载流子-空穴受到排斥，使硅片表面产生一层缺乏载流子的薄层。同时在电场作用下，P型半导体中的少数载流子-电子被吸引到半导体的表面，并被空穴所俘获而形成负离子，组成不可移动的空间电荷层（称耗尽层又叫受主离子层）。

UGS愈大，电场排斥硅表面层中的空穴愈多，则耗尽层愈宽，且UGS愈大，电场愈强；当UGS 增大到某一栅源电压值VT（叫临界电压或开启电压）时，则电场在排斥半导体表面层的多数载流子-空穴形成耗尽层之后，就会吸引少数载流子-电子，继而在表面层内形成电子的积累，从而使原来为空穴占多数的P型半导体表面形成了N型薄层。

由于与P型衬底的导电类型相反，故称为反型层。在反型层下才是负离子组成的耗尽层。这一N型电子层，把原来被PN结高阻层隔开的源区和漏区连接起来，形成导电沟道。

用图2所示电路来分析栅源电压UGS控制导电沟道宽窄，改变漏极电流ID 的关系：当UGS=0时，因没有电场作用，不能形成导电沟道，这时虽然漏源间外接有ED电源，但由于漏源间被P型衬底所隔开，漏源之间存在两个PN结，因此只能流过很小的反向电流，ID ≈0；当UGS＞0并逐渐增加到VT 时，反型层开始形成，漏源之间被N沟道连成一体。

这时在正的漏源电压UDS作用下；N沟道内的多子（电子）产生漂移运动，从源极流向漏极，形成漏极电流ID。显然，UGS愈高，电场愈强，表面感应出的电子愈多，N型沟道愈宽沟道电阻愈小，ID愈大。

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