絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管分類-KIA MOS管

場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。按導(dǎo)電方式來劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（JGFET）因柵極與其它電極完全絕緣而得名。

目前在絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用最為廣泛的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱MOS管（場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管，以及πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管具有比結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管更高的輸入阻抗（可達(dá)1012Ω以上），并且制造工藝比較簡(jiǎn)單，使用靈活方便，非常有利于高度集成化。

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管分為：

N溝道增強(qiáng)型管

刪源間需要加一定正向電壓才能管子才能開啟，有一個(gè)開啟電壓Ugs；電流隨柵源間正向電壓增大而增大，轉(zhuǎn)移特性曲線在第一象限，和三極管類似。

N溝道耗盡型管

漏源之間存在導(dǎo)電溝道，無需加刪壓就能導(dǎo)電，開啟電壓Ugs（off）為負(fù)值，電流隨正向電壓增大而增大，轉(zhuǎn)移特性曲線在一、四象限。

P溝道增強(qiáng)型管

刪源間需要加一定反向電壓才能管子才能開啟，電流隨反向電壓增大而增大，轉(zhuǎn)移特性曲線與N溝道增強(qiáng)型相反，在第四象限。

P溝道耗盡型管

與N溝道耗盡型類似，漏源之間存在導(dǎo)電溝道，無需加刪壓就能導(dǎo)電，開啟電壓Ugs（off）為正值，隨反向電壓增大而增大。轉(zhuǎn)移特性曲線在二、三象限。

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)

圖1是N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)。它是在一塊P型硅襯底上，擴(kuò)散兩個(gè)高濃度摻雜的N+區(qū)，在兩個(gè)N+區(qū)之間的硅表面上制作一層很薄的二氧化硅（SiO2）絕緣層，然后在SiO2和兩個(gè)N型區(qū)表面上分別引出三個(gè)電極，稱為源極s、柵極g和漏極d。在其圖形符號(hào)中，箭頭表示漏極電流的實(shí)際方向。

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管原理

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)電機(jī)理是，利用UGS 控制"感應(yīng)電荷"的多少來改變導(dǎo)電溝道的寬窄，從而控制漏極電流ID。若UGS=0時(shí)，源、漏之間不存在導(dǎo)電溝道的為增強(qiáng)型MOS管，UGS=0 時(shí)，漏、源之間存在導(dǎo)電溝道的為耗盡型MOS管。

圖2中襯底為P型半導(dǎo)體，在它的上面是一層SiO2薄膜、在SiO2薄膜上蓋一層金屬鋁，如果在金屬鋁層和半導(dǎo)體之間加電壓UGS，則金屬鋁與半導(dǎo)體之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)，在這一電場(chǎng)作用下，P型硅表面的多數(shù)載流子-空穴受到排斥，使硅片表面產(chǎn)生一層缺乏載流子的薄層。同時(shí)在電場(chǎng)作用下，P型半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子-電子被吸引到半導(dǎo)體的表面，并被空穴所俘獲而形成負(fù)離子，組成不可移動(dòng)的空間電荷層（稱耗盡層又叫受主離子層）。

UGS愈大，電場(chǎng)排斥硅表面層中的空穴愈多，則耗盡層愈寬，且UGS愈大，電場(chǎng)愈強(qiáng)；當(dāng)UGS 增大到某一柵源電壓值VT（叫臨界電壓或開啟電壓）時(shí)，則電場(chǎng)在排斥半導(dǎo)體表面層的多數(shù)載流子-空穴形成耗盡層之后，就會(huì)吸引少數(shù)載流子-電子，繼而在表面層內(nèi)形成電子的積累，從而使原來為空穴占多數(shù)的P型半導(dǎo)體表面形成了N型薄層。

由于與P型襯底的導(dǎo)電類型相反，故稱為反型層。在反型層下才是負(fù)離子組成的耗盡層。這一N型電子層，把原來被PN結(jié)高阻層隔開的源區(qū)和漏區(qū)連接起來，形成導(dǎo)電溝道。

用圖2所示電路來分析柵源電壓UGS控制導(dǎo)電溝道寬窄，改變漏極電流ID 的關(guān)系：當(dāng)UGS=0時(shí)，因沒有電場(chǎng)作用，不能形成導(dǎo)電溝道，這時(shí)雖然漏源間外接有ED電源，但由于漏源間被P型襯底所隔開，漏源之間存在兩個(gè)PN結(jié)，因此只能流過很小的反向電流，ID ≈0；當(dāng)UGS＞0并逐漸增加到VT 時(shí)，反型層開始形成，漏源之間被N溝道連成一體。

這時(shí)在正的漏源電壓UDS作用下；N溝道內(nèi)的多子（電子）產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，從源極流向漏極，形成漏極電流ID。顯然，UGS愈高，電場(chǎng)愈強(qiáng)，表面感應(yīng)出的電子愈多，N型溝道愈寬溝道電阻愈小，ID愈大。

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