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场效应晶体管的p型和n型结构

P型和N型场效应晶体管的结构和工作原理

场效应晶体管（FieldEffectTransistor，简称FET）是一种

利用电场效应来控制沟道电阻和电流的半导体器件，属于电压控制

型器件，具有输入电阻高、噪声低、功耗低、动态范围大、易于集

成等优点。场效应晶体管根据沟道的载流子类型和栅极的结构，可

以分为P型和N型两种，本文将介绍它们的结构和工作原理，主要

包括以下几个方面：

-P型和N型场效应晶体管的结构特点；

-P型和N型场效应晶体管的工作模式和状态；

-P型和N型场效应晶体管的输出特性和转移特性；

-P型和N型场效应晶体管的应用领域和优缺点。

一、P型和N型场效应晶体管的结构特点

P型和N型场效应晶体管的结构特点主要取决于它们的沟道和

栅极的材料和形式。沟道是连接源极和漏极的半导体区域，栅极是

控制沟道电阻和电流的电极，通常与沟道之间有一层绝缘层隔开。

根据沟道的载流子类型，可以将场效应晶体管分为P型和N型两种，

如图1所示。

P型场效应晶体管的沟道是P型半导体，载流子是空穴，源极

和漏极是N型半导体，形成两个PN结。栅极可以是金属或多晶硅，

与沟道之间有一层氧化硅绝缘层。当栅极加正电压时，沟道中的空

穴被排斥，沟道变窄，电流减小；当栅极加负电压时，沟道中的空

穴被吸引，沟道变宽，电流增大。因此，P型场效应晶体管是正向

控制的。

N型场效应晶体管的沟道是N型半导体，载流子是电子，源极

和漏极是P型半导体，形成两个PN结。栅极可以是金属或多晶硅，

与沟道之间有一层氧化硅绝缘层。当栅极加正电压时，沟道中的电

子被吸引，沟道变宽，电流增大；当栅极加负电压时，沟道中的电

子被排斥，沟道变窄，电流减小。因此，N型场效应晶体管是反向

控制的。

二、P型和N型场效应晶体管的工作模式和状态

P型和N型场效应晶体管的工作模式和状态主要取决于它们的

栅极电压和漏极电压的大小和方向。根据栅极电压是否达到开启沟

道的阈值电压，可以将场效应晶体管分为增强型和耗尽型两种，如

图2所示。

增强型场效应晶体管的沟道是在栅极加有一定电压后才形成的，

因此，当栅极电压为零时，沟道不存在，漏极电流为零，管子处于

截止状态。当栅极电压达到一定的阈值电压时，沟道开始形成，漏

极电流开始流动，管子处于开启状态。当栅极电压继续增加时，沟

道变宽，漏极电流增大，管子处于饱和状态。增强型场效应晶体管

的特点是需要外加电压来增强沟道的导电性，因此也称为正电压控

制型。

耗尽型场效应晶体管的沟道是在栅极加有一定电压后才消失的，

因此，当栅极电压为零时，沟道存在，漏极电流最大，管子处于饱

和状态。当栅极电压达到一定的阈值电压时，沟道开始消失，漏极

电流逐渐减小，管子处于截止状态。当栅极电压继续增加时，沟道

完全消失，漏极电流为零，管子处于开启状态。耗尽型场效应晶体

管的特点是需要外加电压来耗尽沟道的导电性，因此也称为负电压

控制型。

三、P型和N型场效应晶体管的输出特性和转移特性

P型和N型场效应晶体管的输出特性和转移特性主要取决于它

们的电流-电压关系和转移特性曲线。对于P型场效应晶体管来说，

输出特性曲线是漏极电流与漏极电压的关系曲线，转移特性曲线是

漏极电流与栅极电压的关系曲线。对于N型场效应晶体管来说，输

出特性曲线是漏极电流与漏极电压的关系曲线，转移特性曲线是漏

极电流与栅极电压的关系曲线。根据这些特性曲线，可以获得场效

应晶体管的工作点和工作范围，进而进行电路设计和性能分析。

四、P型和N型场效应晶体管的应用领域和优缺点

P型和N型场效应晶体管由于其优良的性能特点，在电子器件

和电路中有广泛的应用。P型场效应晶体管通常用于放大和开关电

路中，具有高输入电阻和低输出电阻的特点，适用于低功耗和高频

率的应用。N型场效应晶体管通常用于放大和开关电路中，具有低

输入电阻和高输出电阻的特点，适用于高功耗和低频率的应用。然

而，P型和N型场效应晶体管也存在一些缺点，如温度敏感性、漏

电流等，需要在实际应用中进行合理的设计和补偿。

总之，P型和N型场效应晶体管是一种重要的半导体器件，具

有广泛的应用前景。了解它们的结构和工作原理