MOS场效应管的基本原理详解及特点

通常，品体管可分成两大类，一类称为“双极型”晶体管，这种晶体管在工作时，电子与空穴部参加导电；另一类称为“场效应”晶体管，它是利用改变垂直于导电沟道的电场来控制导电沟道的导电能力，从而实现放大的一种半导体器件。MOS场效应管的基本原理。这种晶体管在工作时只有一种载流子——电子或空穴——起着输运电流的主要作用，故“场效应“晶体管又称为“单极型”晶体管，意即只有一种极性的载流子参加导电，以区别于“双极型“晶体管。

场效应管又可分为绝缘栅场效应管（IGFET）、结型场效应管（JFET）和薄膜场效应管三种类型。

绝缘栅场效应管由栅极，绝缘层（通常为氧化层）及半导体构成，最常见的IGFET，其栅极由金属构成，绝缘层由氧化层（SiO2）构成，而导电沟道由半导体硅材料等构成，故又称MOS场效应管，它是目前FET的主流，近年来发展迅速，本书只限于讨论MOSFET的原理。

结型场效应管是一种利用半导体体内的场效应构成的一种场效应管。图1.1-la为p沟道（简称P沟）结型场效应管（JFET）的剖面图.其电极包括栅极G、源极S、漏极D以及衬底（或称底栅）B。MOS场效应管的基本原理。在使用中，常把顶栅G与衬底B相连，此时JFET就成为三端器件，其符号如图1.1-1b所示。

从结构上看，P沟结型场效应管的特点是能与双极型工艺完全兼容，其源极和漏极的p型扩散区可与双极型nPn管的基区扩散同时完成，原则上n⁺区顶栅可与发射极的n⁺扩散区同时形成，所以无需增加工艺步骤，即可用于双极型模拟集成电路中，结型场效应管的工作原理与MOS场效应管有所不同。MOS场效应管的基本原理。它是通过改变栅-源电压来改变栅源间pn结的势垒原度，从而控制沟道区的导电能力，实现放大功能。由于其基本结构还是Pn结，因而称为结型场效应管，以区别于MOS场效应管。

在目前工艺条件下，结型场效应管比MOS场效应管具有更好的稳定性和更低的噪声，但是，由于它的棚-源间是一个反偏的pn结，其输入电阻将低于MOS场效应管，当然仍比nPn管高得多。

结型场效应管的工作原理与MOS场效应管虽有所不同，但其电流与电压关系式基本相同，故MOS场效应管电路的分析方法也适用于结型场效应管电路。

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（三）MOS场效应管的特性曲线

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