MOS場效應(yīng)三極管-結(jié)型場效應(yīng)管(JFET) 與絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS管)

MOS場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管

雙極性三極管是電流控制器件，其輸入電阻不夠高，在許多場合下不能滿足人們的要求，經(jīng)過不斷的探索和實踐，人們研制出一種仍具有PN結(jié)，但工作機理全然不同的新型半導(dǎo)體器件--場效應(yīng)管(FET)。場效應(yīng)三極管用電場效應(yīng)來控制電流，故此命名，它的特點是輸入阻抗高、噪音低、熱穩(wěn)定性好且抗幅射能力強，在工藝上便于集成，因此得到廣泛的應(yīng)用根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同，場效應(yīng)三極管可分為以下兩大類。

① 結(jié)型場效應(yīng)三極管(JFET) 

② 絕緣柵型場效應(yīng)三極管(MOS管)

結(jié)型場效應(yīng)管（JFET） 

以N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例，以一塊N型(多子為電子)半導(dǎo)體作基片，在它的兩側(cè)各光刻出一塊區(qū)域，進行高濃度P+擴散(三價的硼)，在兩側(cè)形成兩個PN 結(jié)。兩個P+區(qū)的引出線連在一起，作為一個電極，稱之為柵極G。在N型半導(dǎo)體的兩端引出兩個電極，分別叫源極S和漏極D。3個電極G、S、D的作用，可以近似地認為分別相當(dāng)于半導(dǎo)體三極管的基極B、射極E和集電極C。

兩個PN結(jié)之間的區(qū)域，稱為導(dǎo)電溝道，當(dāng)在漏極和源極間加上電壓，這個區(qū)域就是載流子流過的渠道，也就是電流的通道。由于這里的導(dǎo)電通道是N型半導(dǎo)體，所以這種管子叫N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，它的代表符號如圖所示。箭頭的方向，表示柵源極間PN結(jié)處于正偏時柵極電流的方向。P溝道結(jié)型場效應(yīng)管除偏置電壓的極性和載流子的類型與N溝道結(jié)型場效應(yīng)管不同外，其工作原理完全相同。

絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS管）

絕緣柵型場效應(yīng)管中，目前常用的是以二氧化硅SiO2作為金屬鋁柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層，簡稱MOS管。它有N溝道和P溝道兩類，而每一類又分增強型和耗盡型兩種。所謂增強型就是UGS=0時，漏源之間沒有導(dǎo)電溝道，即使在漏源之間加上一定范圍內(nèi)的電壓，也沒有漏極電流；反之，在UGS=0時，漏源之間存在有導(dǎo)電溝道的稱為耗盡型。 

如圖是N溝道增強型MOS管的結(jié)構(gòu)圖：一塊雜質(zhì)濃度較低的P型硅片作為襯底B，在其中擴散兩個N+區(qū)作為電極，分別稱為源極S和漏極D。半導(dǎo)體表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層，在漏源極間的絕緣層上再制造一層金屬鋁，稱為柵極G。這就構(gòu)成了一個N溝道增強型MOS管。顯然它的柵極與其它電極間是絕緣的。

溝道增強型MOS管結(jié)構(gòu)圖

MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數(shù)管子在出廠前已連接好)， N溝道增強型MOS管在UGS＜UT (開啟電壓)時，導(dǎo)電溝道不能形成，ID=0，這時管子處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)UGS=UT時，導(dǎo)電溝道開始形成，此時若在漏源極間加正向電壓UDD，就會有漏極電流ID產(chǎn)生，管子開始導(dǎo)通；UGS>UT時，隨著UGS的增大，導(dǎo)電溝道逐漸變寬，溝道電阻漸小，漏極電流ID漸大。這種漏極電流ID隨柵極電位UGS的變化而變化的關(guān)系，稱為MOS管的壓控特性。

顯然，MOS管是一種受電壓控制的電流放大部件。

3. MOS管使用注意事項

(1) MOS在不使用時柵極不能懸空，務(wù)必將各電極短接！

(2)焊接MOS管時，電烙鐵的外殼應(yīng)良好接地，或斷電后再焊。

(3)有些MOS管將襯底引出，有4個引腳，這種管子漏極和源極可以互換使用；有些在出廠時已將源極和襯底相連，只引出3個引腳，這種管子漏、源極不能對調(diào)使用。

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