絕緣柵型場效應管,絕緣柵型場效應管分類-KIA MOS管

場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。按導電方式來劃分，場效應管又可分成耗盡型與增強型。絕緣柵型場效應管（JGFET）因柵極與其它電極完全絕緣而得名。

目前在絕緣柵型場效應管中，應用最為廣泛的是MOS場效應管，簡稱MOS管（場效應管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管，以及πMOS場效應管、VMOS功率模塊等。

絕緣柵型場效應管具有比結型場效應管更高的輸入阻抗（可達1012Ω以上），并且制造工藝比較簡單，使用靈活方便，非常有利于高度集成化。

絕緣柵型場效應管分為：

N溝道增強型管

刪源間需要加一定正向電壓才能管子才能開啟，有一個開啟電壓Ugs；電流隨柵源間正向電壓增大而增大，轉移特性曲線在第一象限，和三極管類似。

N溝道耗盡型管

漏源之間存在導電溝道，無需加刪壓就能導電，開啟電壓Ugs（off）為負值，電流隨正向電壓增大而增大，轉移特性曲線在一、四象限。

P溝道增強型管

刪源間需要加一定反向電壓才能管子才能開啟，電流隨反向電壓增大而增大，轉移特性曲線與N溝道增強型相反，在第四象限。

P溝道耗盡型管

與N溝道耗盡型類似，漏源之間存在導電溝道，無需加刪壓就能導電，開啟電壓Ugs（off）為正值，隨反向電壓增大而增大。轉移特性曲線在二、三象限。

絕緣柵型場效應管結構

圖1是N溝道增強型MOS管的結構示意圖和符號。它是在一塊P型硅襯底上，擴散兩個高濃度摻雜的N+區，在兩個N+區之間的硅表面上制作一層很薄的二氧化硅（SiO2）絕緣層，然后在SiO2和兩個N型區表面上分別引出三個電極，稱為源極s、柵極g和漏極d。在其圖形符號中，箭頭表示漏極電流的實際方向。

絕緣柵型場效應管原理

絕緣柵場效應管的導電機理是，利用UGS 控制"感應電荷"的多少來改變導電溝道的寬窄，從而控制漏極電流ID。若UGS=0時，源、漏之間不存在導電溝道的為增強型MOS管，UGS=0 時，漏、源之間存在導電溝道的為耗盡型MOS管。

圖2中襯底為P型半導體，在它的上面是一層SiO2薄膜、在SiO2薄膜上蓋一層金屬鋁，如果在金屬鋁層和半導體之間加電壓UGS，則金屬鋁與半導體之間產生一個垂直于半導體表面的電場，在這一電場作用下，P型硅表面的多數載流子-空穴受到排斥，使硅片表面產生一層缺乏載流子的薄層。同時在電場作用下，P型半導體中的少數載流子-電子被吸引到半導體的表面，并被空穴所俘獲而形成負離子，組成不可移動的空間電荷層（稱耗盡層又叫受主離子層）。

UGS愈大，電場排斥硅表面層中的空穴愈多，則耗盡層愈寬，且UGS愈大，電場愈強；當UGS 增大到某一柵源電壓值VT（叫臨界電壓或開啟電壓）時，則電場在排斥半導體表面層的多數載流子-空穴形成耗盡層之后，就會吸引少數載流子-電子，繼而在表面層內形成電子的積累，從而使原來為空穴占多數的P型半導體表面形成了N型薄層。

由于與P型襯底的導電類型相反，故稱為反型層。在反型層下才是負離子組成的耗盡層。這一N型電子層，把原來被PN結高阻層隔開的源區和漏區連接起來，形成導電溝道。

用圖2所示電路來分析柵源電壓UGS控制導電溝道寬窄，改變漏極電流ID 的關系：當UGS=0時，因沒有電場作用，不能形成導電溝道，這時雖然漏源間外接有ED電源，但由于漏源間被P型襯底所隔開，漏源之間存在兩個PN結，因此只能流過很小的反向電流，ID ≈0；當UGS＞0并逐漸增加到VT 時，反型層開始形成，漏源之間被N溝道連成一體。

這時在正的漏源電壓UDS作用下；N溝道內的多子（電子）產生漂移運動，從源極流向漏極，形成漏極電流ID。顯然，UGS愈高，電場愈強，表面感應出的電子愈多，N型溝道愈寬溝道電阻愈小，ID愈大。

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