N沟道结型场效应管
从结型场效应管的结构可以看出,在栅极和导电沟道之间存在一个PN结。我们以N沟道结型场效应管为例来说明。
如图所示。当在漏极D和源极S之间加上电源ED后,则在N型沟道中产生从漏极流向源极的电流 ID 。由PN结的特性可知,若在栅极G和源极S间加上负电压 EG ,PN结的宽度增加,且负电压越大,PN结就越宽,造成沟道变窄,沟道电阻变大,因此只要改变偏压 U GS 便可控制漏极电流 I D 的大小,场效应管的电压控制作用就体现于此。
当 EG 增大超过 U P (预夹断电压),沟道变窄到几乎消失,此时我们称发生了夹断。其大小受这样沿着沟道方向产生一个连续的电压降落,因此沟道各点与栅极G之间的电位差也不相等, E D =0,
通常结型场效应管的栅、源极之间总是处于反向偏置状态,因此其输入电阻很高。
增强型mos管(分为N沟道和P沟道两种)
我们不去研究它的具体原理,我们只需知道如何使用就可以了:
从上图可见,N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开,漏极和源极之间好像是两个背靠背的PN结,当UGS=0时,不管漏极和源极间所加电压的极性如何,其中总有一个PN结是反向偏置的,反向电阻很大,漏极电流ID近似为零,即不具有原始导电沟道。
如果在栅极和源极之间加正向电压UGS,情况就会发生变化,在UGS的作用下,产生了垂直于衬底表面的电场。
由于二氧化硅绝缘层很薄,因此即使UGS很小(如只有几伏),也能产生很强的电场强度。栅极附近硅片中的空穴被排斥,而硅片与N+区中的电子被吸引,形成一个电子薄层。这个薄层就成为漏极与源极之间的导电沟道,被称为N型沟道。在漏源电压UDS作用下,由于N型沟道导通,就形成了漏极电流 ID,通常把开始导电时的UGS称为开启电压,用UT表示。UGS越大,感应的电子越多,N型导电沟道越宽,沟道电阻就越小,漏极电流ID就越大。
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