MOS場(chǎng)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(chǎng)合下不能滿足人們的要求，經(jīng)過不斷的探索和實(shí)踐，人們研制出一種仍具有PN結(jié)，但工作機(jī)理全然不同的新型半導(dǎo)體器件--場(chǎng)效應(yīng)管(FET)。場(chǎng)效應(yīng)三極管用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流，故此命名，它的特點(diǎn)是輸入阻抗高、噪音低、熱穩(wěn)定性好且抗幅射能力強(qiáng)，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(chǎng)效應(yīng)三極管可分為以下兩大類。

① 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管(JFET)

② 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管(MOS管)

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）

以N溝道結(jié)型場(chǎng)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(jìn)行高濃度P+擴(kuò)散(三價(jià)的硼)，在兩側(cè)形成兩個(gè)PN 結(jié)。兩個(gè)P+區(qū)的引出線連在一起，作為一個(gè)電極，稱之為柵極G。在N型半導(dǎo)體的兩端引出兩個(gè)電極，分別叫源極S和漏極D。3個(gè)電極G、S、D的作用，可以近似地認(rèn)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(gè)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(gè)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(chǎng)效應(yīng)管，它的代表符號(hào)如圖所示。箭頭的方向，表示柵源極間PN結(jié)處于正偏時(shí)柵極電流的方向。P溝道結(jié)型場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管不同外，其工作原理完全相同。

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）

絕緣柵型場(chǎng)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(jiǎn)稱MOS管。它有N溝道和P溝道兩類，而每一類又分增強(qiáng)型和耗盡型兩種。所謂增強(qiáng)型就是UGS=0時(shí)，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(shí)，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(qiáng)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(kuò)散兩個(gè)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(gè)N溝道增強(qiáng)型MOS管。顯然它的柵極與其它電極間是絕緣的。

溝道增強(qiáng)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(qiáng)型MOS管在UGS＜UT (開啟電壓)時(shí)，導(dǎo)電溝道不能形成，ID=0，這時(shí)管子處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)UGS=UT時(shí)，導(dǎo)電溝道開始形成，此時(shí)若在漏源極間加正向電壓UDD，就會(huì)有漏極電流ID產(chǎn)生，管子開始導(dǎo)通；UGS>UT時(shí)，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(xiàng)

(1) MOS在不使用時(shí)柵極不能懸空，務(wù)必將各電極短接！

(2)焊接MOS管時(shí)，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(gè)引腳，這種管子漏極和源極可以互換使用；有些在出廠時(shí)已將源極和襯底相連，只引出3個(gè)引腳，這種管子漏、源極不能對(duì)調(diào)使用。
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