绝缘栅场效应三极管的工作原理 Read.ppt

一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的 绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为 衬底，用符号B表示。 当栅极加有电压时，若 0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和 衬底间的电容作用，将靠近栅极 下方的P型半导体中的空穴向下 方排斥，出现了一薄层负离子的 耗尽层。耗尽层中的少子将向表 层运动，但数量有限，不足以形 成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能以形成漏极电流ID。 VGS对漏极电流的控制关系可用 ID=f(VGS)?VDS=const 这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图02.14。 图02.14 VGS对漏极电流的控制特性——转移特性曲线 2．漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用 当VGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。VDS的不同变化对沟道的影 响如图02.15所示。根据此图可以有如下关系 当VDS为0或较小时，相当VGS＞VGS(th)，沟道分布 如图02.15(a)，此时VDS 基本均匀降落在沟道中，沟道 呈斜线分布。 (2)N沟道耗尽型MOSFET 当VGS＞0时，将使ID进一步增加。VGS＜0时， 随着VGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。对 应ID=0的VGS称为夹断电压，用符号VGS(off)表示， 有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特 性曲线如图02.17(b)所示。 (a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线 图02.17 N沟道耗尽型MOSFET的结构 和转移特性曲线 P沟道增强型MOSFET的结构和工作原理 P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流 子不同，供电电压极性不同而已。这如 同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 N沟道增强型MOSFET的结构和工作原理新改进的电子教案 * * N沟道增强型MOSFET 的结构示意图和符号见图 02.13。其中： D(Drain)为漏极，相当c； G(Gate)为栅极，相当b； S(Source)为源极，相当e。 图02.13 N沟道增强型 MOSFET结构示意图（动画2-3） 2.2.1 绝缘栅场效应三极管的工作原理 绝缘栅型场效应三极管MOSFET( Metal Oxide Semiconductor FET)。分为 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 (1)N沟道增强型MOSFET ①结构 根据图02.13， N沟道增强 型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极， ②工作原理 1．栅源电压VGS的控制作用 当VGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。 进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th) 时（ VGS(th) 称为开启电压)，由于此 时的栅极电压已经比较强，在靠近 栅极下方的P型半导体表层中聚集较 多的电子，可以形成沟道，将漏极 和源极沟通。如果此时加有漏源电 压，就可以形成漏极电流ID。在栅 极下方形成的导电沟道中的电子， 因与P型半导体的载流子空穴极性 相反，故称为反型层。