耗盡型場(chǎng)效應管

場(chǎng)效應管的主要參數除輸入電阻RGS、漏極飽和電流IDSS、夾斷電壓UGS(off)和敞開(kāi)電壓UGS(th)外，還有以下重要參數：

（1）跨導gm。

gm表示場(chǎng)效應管柵、源電壓UGS對漏極ID操控作用的巨細，單位是μA/V或mA／V。

（2）通態(tài)電阻。在斷定的柵、源電壓UGS下，場(chǎng)效應管進(jìn)入飽滿(mǎn)導通時(shí)，漏極和源極之間的電阻稱(chēng)為通態(tài)電阻。通態(tài)電阻的巨細決定了管子的開(kāi)通損耗。

（3）最大漏、源擊穿電壓UDS(BR)。指漏極與源極之間的反向擊穿電壓。

（4）漏極最大耗散功率PDM。漏極耗散功率的最大值，是從發(fā)熱角度對管子提出的限制條件。

場(chǎng)效應管的輸入電阻很高，柵極上很容易堆集較高的靜電電壓將絕緣層擊穿。為了防止這種損壞，在保存場(chǎng)效應管時(shí)應將它的3個(gè)電極短接起來(lái)；在電路中，柵、源極間應有固定電阻或穩壓管并聯(lián)，以確保有必定的直流通道；在焊接時(shí)應使電烙鐵外殼良好接地。

耗盡型場(chǎng)效應管工作原理

耗盡型是指，當VGS=0時(shí)即構成溝道，加上正確的VGS時(shí)，能使多數載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉向截止。

耗盡型MOS場(chǎng)效應管，是在制造過(guò)程中，預先在SiO2絕緣層中摻入大量的正離子，因此，在UGS=0時(shí)，這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)也能在P型襯底中“感應”出足夠的電子，構成N型導電溝道。

當UDS>0時(shí)，將產(chǎn)生較大的漏極電流ID。假設使UGS<0，則它將削弱正離子所構成的電場(chǎng)，使N溝道變窄，從而使ID減小。當UGS更負，抵達某一數值時(shí)溝道消逝，ID=0。使ID=0的UGS我們也稱(chēng)為夾斷電壓，仍用UP表示。UGS<UP溝道消失，稱(chēng)為耗盡型。

N溝道耗盡型MOSFET的結構與增強型MOSFET結構類(lèi)似，只需一點(diǎn)不同，就是N溝道耗盡型MOSFET在柵極電壓uGS=0時(shí)，溝道曾經(jīng)存在。該N溝道是在制造過(guò)程中應用離子注入法預先在襯底的表面，在D、S之間制造的，稱(chēng)之為初始溝道。N溝道耗盡型MOSFET的結構和符號如圖1.（a）所示，它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當VGS＝0時(shí)，這些正離子曾經(jīng)感應出反型層，構成了溝道。于是，只需有漏源電壓，就有漏極電流存在。

當VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。VGS＜0時(shí)，隨著(zhù)VGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID＝0。對應ID＝0的VGS稱(chēng)為夾斷電壓，用符號VGS(off)表示，有時(shí)也用VP表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉移特性曲線(xiàn)如圖1.（b）所示。

(a) 結構表示圖 　　　　　    　(b) 轉移特性曲線(xiàn)

圖1. N溝道耗盡型MOSFET的結構和轉移特性曲線(xiàn)

由于耗盡型MOSFET在uGS=0時(shí)，漏源之間的溝道曾經(jīng)存在，所以只需加上uDS,就有iD流通。假設增加正向柵壓uGS，柵極與襯底之間的電場(chǎng)將使溝道中感應更多的電子，溝道變厚，溝道的電導增大。

假設在柵極加負電壓（即uGS＜0＝，就會(huì )在相對應的襯底表面感應出正電荷，這些正電荷抵消N溝道中的電子，從而在襯底表面產(chǎn)生一個(gè)耗盡層，使溝道變窄，溝道電導減小。

當負柵壓增大到某一電壓Up時(shí)，耗盡區擴展到整個(gè)溝道，溝道完好被夾斷（耗盡），這時(shí)即使uDS仍存在，也不會(huì )產(chǎn)生漏極電流，即iD=0。UP稱(chēng)為夾斷電壓或閾值電壓，其值通常在–1V–10V之間N溝道耗盡型MOSFET的輸出特性曲線(xiàn)和轉移特性曲線(xiàn)分別如圖2—60（a）、（b）所示。在可變電阻區內，iD與uDS、uGS的關(guān)系仍為

在恒流區，iD與uGS的關(guān)系仍滿(mǎn)足式（2—81），即

若思索uDS的影響，iD可近似為

對耗盡型場(chǎng)效應管來(lái)說(shuō)，式（2—84）也可表示為

式中，IDSS稱(chēng)為uGS=0時(shí)的飽和漏電流，其值為

P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完好相同，只不過(guò)導電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。