場(chǎng)效應管工作原理圖

MOS 場(chǎng)效應管也被稱(chēng)為MOS FET， 既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金屬氧化物半導體場(chǎng)效應管）的縮寫(xiě)。它一般有耗盡型和增強型兩種。

場(chǎng)效應管工作原理圖-MOS管的結構特點(diǎn)

MOS管的內部結構如圖所示：其導通時(shí)只有一種極性的載流子(多子)參與導電，是單極型晶體管。導電機理與小功率MOS管相同，但結構上有較大區別，小功率MOS管是橫向導電器件，功率MOSFET大都采用垂直導電結構，又稱(chēng)為VMOSFET，大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。

其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻，該管導通時(shí)在兩個(gè)高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓，且只有柵源電壓大于閾值電壓時(shí)才有導電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓(柵源電壓為零)時(shí)，就有導電溝道產(chǎn)生的n溝道MOS管。

場(chǎng)效應管工作原理圖詳解

場(chǎng)效應管，其內部結構見(jiàn)圖5。它可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱(chēng)為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。由圖可看出，對于N溝道的場(chǎng)效應管其源極和漏極接在N型半導體上，同樣對于P溝道的場(chǎng)效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場(chǎng)效應管，其輸出電流是由輸入的電壓（或稱(chēng)電場(chǎng)）控制，可以認為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時(shí)這也是我們稱(chēng)之為場(chǎng)效應管的原因。

為解釋MOS場(chǎng)效應管工作原理圖，我們先了解一下僅含有一個(gè)P—N結的二極管的工作過(guò)程。如圖6所示，我們知道在二極管加上正向電壓（P端接正極，N端接負極）時(shí)，二極管導通，其PN結有電流通過(guò)。這是因為在P型半導體端為正電壓時(shí)，N型半導體內的負電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導體端，而P型半導體端內的正電子則朝N型半導體端運動(dòng)，從而形成導通電流。同理，當二極管加上反向電壓（P端接負極，N端接正極）時(shí)，這時(shí)在P型半導體端為負電壓，正電子被聚集在P型半導體端，負電子則聚集在N型半導體端，電子不移動(dòng)，其PN結沒(méi)有電流通過(guò)，二極管截止。

對于場(chǎng)效應管（見(jiàn)圖7），在柵極沒(méi)有電壓時(shí)，由前面分析可知，在源極與漏極之間不會(huì )有電流流過(guò)，此時(shí)場(chǎng)效應管處與截止狀態(tài)（圖7a）。當有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS

場(chǎng)效應管柵極上時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，此時(shí)N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來(lái)而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋，使得電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導體中（見(jiàn)圖7b），從而形成電流，使源極和漏極之間導通。我們也可以想像為兩個(gè)N型半導體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當于為它們之間搭了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決定。圖8給出了P溝道的MOS

場(chǎng)效應管的工作過(guò)程，其工作原理類(lèi)似這里不再重復。

下面簡(jiǎn)述一下用C-MOS場(chǎng)效應管（增強型MOS場(chǎng)效應管）組成的應用電路的工作過(guò)程（見(jiàn)圖9）。電路將一個(gè)增強型P溝道MOS場(chǎng)效應管和一個(gè)增強型N溝道MOS場(chǎng)效應管組合在一起使用。當輸入端為低電平時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應管和N溝道MOS場(chǎng)效應管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。通過(guò)這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響，使得柵壓在還沒(méi)有到0V，通常在柵極電壓小于1到2V時(shí)，MOS場(chǎng)效應管既被關(guān)斷。不同場(chǎng)效應管其關(guān)斷電壓略有不同。也正因為如此，

使得該電路不會(huì )因為兩管同時(shí)導通而造成電源短路。

由以上分析我們可以畫(huà)出原理圖中MOS場(chǎng)效應管電路部分的工作過(guò)程（見(jiàn)圖10）。工作原理同前所述。

場(chǎng)效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)(FET)）簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應管。場(chǎng)效應管工作原理圖一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電,因此稱(chēng)為雙極型晶體管,而FET僅是由多數載流子參與導電,它與雙極型相反,也稱(chēng)為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件，具有輸入電阻高（108～109Ω）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優(yōu)點(diǎn)，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。

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