浅析结型场效应晶体管的截面图示意图及特性

信息来源: 时间:2022-1-18

浅析结型场效应晶体管的截面图示意图及特性

初期企图制作与今天所用的MOS器件相仿的面型场效应晶体管遭到了失败,因为要制备足够均匀的导体表面是不可能的。

虽则外加栅压会把荷电的载流子吸引到半导体表画,但是表面陷阱可能多到把所有的电荷都俘获住,这样,电荷就变成不会移动的了。

为了战胜表面态的问题,Shock1ey开拓了半导体体内的场效应与MOS相象,单极晶体管(不是单结晶体管,请别混淆-译者注)也是依靠栅压调制漏-源电极之周导电沟道的宽度来工作的。两种器件之固有一定的相似性。单极(或者叫做结型场效应晶体管)管的横截面示于图5-17。

结型场效应晶体管

单极晶体管定性的工作理论是十分简单的。制作晶体管的N-型硅片其电阻率一般约为1-10欧姆-厘米,而p+区掺杂到简倂化的程度。两个栅极持有的电压应使两个二极管(由p+区和N衬底构成的)处于反向偏压。N区的电阻率要比P+区高得多;这样,就正象图5-17所示的那样,两个二极管的耗尽区几乎都延伸在N-型体内那一边。如前所见,这些耗尽区是由离化的杂质组成,(这里为离化的施主)而不包含可动的载流子。因而耗尽区是不导电的。两种二极管中,随便那一个反向电压增大,它的耗尽区就要伸强变宽,从而减小了漏-源沟道的横截面积。这样,漏-源的电导率也随之减小,根据定义,器件仍以耗尽型的方式工作。结型场效应晶体管也只能以耗尽型的方式工作,因为只有反向偏压才能引起耗尽层的伸从而导致漏-源电导率的减小。两个栅极中,其中一个也罢,二个同时也罢,都不能加上正偏压而使器件正确地工作,因为它们将开始洩漏电流。

除了不可能有增强型的工作方式之外,相对于MOS而雷,结型场效应晶体管的另一个弱点在于它的输入阻抗较低。因为结型的栅极不是绝缘的,而MOS结构的栅极是绝缘的。因而栅极上的输入阻抗也就是反向偏置P-n结的阻抗。与绝缘栅结构相比,这个阻抗就要低一些,同时它还随反向偏压的大小不同而改变。

结型场效应晶体管的I-V特性曲线(以漏电流对漏-源电压作图,以栅压作为参变量。)十分类似于耗尽型MOS器件。

由于夹断机构也相似,所以电流曲线趋于能和。(在结型FET中,当两个耗尽区相遇或者完全地阻塞沟道时,就发生了夹断。)N-沟道结型FET的典型曲线十分类似于图5-14的曲线。


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