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绝缘栅型场效应管之图解
绝缘栅型场效应管之图解
绝缘栅型场效应管是一种利用半导体表面的电场效应，由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极电流的器件，它的栅极与半导体之间是绝缘的，其电阻大于1000000000Ω。增强型：VGS=0时，漏源之间没有导电沟道，在VDS作用下无iD。耗尽型：VGS=0时，漏源之间有导电沟道，在VDS作用下iD。
1.结构和符号（以N沟道增强型为例）在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极，半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。

N沟道绝缘栅型场效应管结构动画

其他MOS管符号

2.工作原理（以N沟道增强型为例）

(1)VGS=0时，不管VDS极性如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电沟道。VGS=0，ID=0
VGS必须大于0管子才能工作。

(2)VGS>0时，在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场，排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通，形成导电沟道。
VGS>0→g吸引电子→反型层→导电沟道VGS↑→反型层变厚→VDS↑→ID↑

(3)VGS≥VT时而VDS较小时：VDS↑→ID↑
VT：开启电压，在VDS作用下开始导电时的VGS°VT=VGS—VDS

3.特性曲线（以N沟道增强型为例）

场效应管的转移特性曲线动画

4.其它类型MOS管
（1）N沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子，所以即使在VGS=0时，由于正离子的作用，两个N区之间存在导电沟道（类似结型场效应管）。

其它类型MOS管
（2）P沟道增强型：VGS=0时，ID=0开启电压小于零，所以只有当VGS<0时管子才能工作。

（3）P沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子，所以即使在VGS=0时，由于负离子的作用，两个P区之间存在导电沟道（类似结型场效应管）。

5.场效应管的主要参数
(1)开启电压VT：在VDS为一固定数值时，能产生ID所需要的最小|VGS|值。（增强）
(2)夹断电压VP：在VDS为一固定数值时，使ID对应一微小电流时的|VGS|值。（耗尽）
(3)饱和漏极电流IDSS：在VGS=0时，管子发生预夹断时的漏极电流。（耗尽）
(4)极间电容：漏源电容CDS约为0.1～1pF，栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1～3pF。
(5)低频跨导gm：表示VGS对iD的控制作用。

在转移特性曲线上，gm是曲线在某点上的斜率，也可由iD的表达式求导得出，单位为S或mS。
(6)最大漏极电流IDM
(7)最大漏极耗散功率PDM
(8)漏源击穿电压V(BR)DS栅源击穿电压V(BR)GS