N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理

工作原理：

1、柵源電壓V(GS)的控制作用:

當(dāng)V(GS)=0V時(shí)，因?yàn)槁┰粗g被兩個(gè)背靠背的PN結(jié)隔離，因此，即使在D、S之間加上電壓, 在DS間也不可能形成電流。當(dāng) 0<V(GS)<V(T) (開啟電壓)時(shí)，通過柵極和襯底間的電容作用，將柵極下方P型襯底表層的空穴向下排斥，同時(shí)，使兩個(gè)N區(qū)和襯底中的自由電子吸向襯底表層，并與空穴復(fù)合而消失，結(jié)果在襯底表面形成一薄層負(fù)離子的耗盡層。漏源間仍無載流子的通道。管子仍不能導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)V(GS)>V(T)時(shí)，襯底中的電子進(jìn)一步被吸至柵極下方的P型襯底表層，使襯底表層中的自由電子數(shù)量大于空穴數(shù)量，該薄層轉(zhuǎn)換為N型半導(dǎo)體，稱此為反型層。形成N源區(qū)到N漏區(qū)的N型溝道。把開始形成反型層的V(GS)值稱為該管的開啟電壓V(T)。這時(shí)，若在漏源間加電壓V(DS)，就能產(chǎn)生漏極電流I(D)，即管子開啟。V(GS)值越大，溝道內(nèi)自由電子越多，溝道電阻越小，在同樣V(GS) 電壓作用下,I(D)越大。這樣，就實(shí)現(xiàn)了輸入電壓V(GS)對(duì)輸出電流I(D)的控制。

2、漏源電壓V(GD)對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響:

當(dāng)V(GD)>V(T)且固定為某值的情況下，若給漏源間加正電壓V(DS)則源區(qū)的自由電子將沿著溝道漂移到漏區(qū)，形成漏極電流I(D)，當(dāng)I(D)從DS流過溝道時(shí)，沿途會(huì)產(chǎn)生壓降，進(jìn)而導(dǎo)致沿著溝道長(zhǎng)度上柵極與溝道間的電壓分布不均勻。源極端電壓最大，為V(GS) ，由此感生的溝道最深；離開源極端，越向漏極端靠近，則柵—溝間的電壓線性下降，由它們感生的溝道越來越淺；直到漏極端，柵漏間電壓最小，其值為： V(GD)=V(GS)-V(DS) , 由此 感生的溝道也最淺?？梢?，在V(DS)作用下導(dǎo)電溝道的深度是不均勻的，溝道呈錐形分布。若V(DS)進(jìn)一步增大，直至V(GD)=V(T)，即V(GS)-V(DS)=V(T)或V(DS)=V(GS)-V(T)時(shí)，則漏端溝道消失，出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)。

當(dāng)V(S)為0或較小時(shí)，V(GD)>V(T)，此時(shí)VDS 基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。當(dāng)VDS增加到使VGD=VT時(shí)，漏極處溝道將縮減到剛剛開啟的情況，稱為預(yù)夾斷。源區(qū)的自由電子在VDS電場(chǎng)力的作用下，仍能沿著溝道向漏端漂移，一旦到達(dá)預(yù)夾斷區(qū)的邊界處，就能被預(yù)夾斷區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)力掃至漏區(qū)，形成漏極電流。當(dāng)VDS增加到使VGD<VT時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極端延伸成小的夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)呈現(xiàn)高阻，而未夾斷溝道部分為低阻，因此， VDS增加的部分基本上降落在該夾斷區(qū)內(nèi)，而溝道中的電場(chǎng)力基本不變，漂移電流基本不變，所以，從漏端溝道出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)開始， ID基本不隨VDS增加而變化。

　　原理：兩來種溝道都自是利用多數(shù)載流子的定向移動(dòng)來導(dǎo)電，N溝道的多數(shù)載流子是電子，p溝道是空穴，當(dāng)溝道中有電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)有大量載流子，形成通路，，電場(chǎng)消失，溝道消失。

增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管是高電平導(dǎo)通（高電平時(shí)形成溝道），耗盡型是低電平導(dǎo)通。

　　場(chǎng)效應(yīng)管(FET)是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(field-effect transistor)的簡(jiǎn)稱，由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，也稱為單極性場(chǎng)效應(yīng)管，是一種常見的利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種電壓控制性半導(dǎo)體器件，場(chǎng)效應(yīng)管不但具有雙極性晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而且輸入回路的內(nèi)阻高達(dá)107~1012Ω，噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)，且比后者耗電省，這些優(yōu)點(diǎn)使之從20世紀(jì)60年代誕生起就廣泛地應(yīng)用于各種電子電路之中。

P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通條件

P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通條件是柵極電位低于漏極電位。

柵極電位比漏極電位低得越多，shu就越趨于導(dǎo)通。一般低于漏極電位15V就可以完全導(dǎo)通。壓差太大就會(huì)形成柵極擊穿。想關(guān)閉就要把柵極電位拉回漏極。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管只有（耗盡型）；MOS管有（增強(qiáng)型）和（耗盡型）。

增強(qiáng)型：就是UGS=0V時(shí)漏源極之間沒有導(dǎo)電溝道，只有當(dāng)UGS>開啟電壓(N溝道)或UGS<開啟電壓(P溝道)才可能出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。

耗盡型：就是UGS=0V時(shí),漏源極之間存在導(dǎo)電溝道。

什么是N溝道增強(qiáng)型MOS管的開啟電壓？如何判斷MOS管所處的工作狀態(tài)？

NMOS增強(qiáng)型，ugs(th)一般是正數(shù)，最常見的是在2-4V之間，正常導(dǎo)通時(shí)的UGS一定大于Ugs(th)，因此也一定是一個(gè)正數(shù)。電壓在范圍內(nèi)一般就導(dǎo)通，電壓值不夠不導(dǎo)通。

開啟電壓就是閾值電壓，使得源極和漏極之間開始形成導(dǎo)電溝道所需的柵極電壓，MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來控制輸出端漏極的電流。你可以通過檢測(cè)電流來判斷工作狀態(tài)。

模電場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型MOS管當(dāng)Ugd增大時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)預(yù)夾斷？

前面出現(xiàn)溝道那段想必你已經(jīng)很熟悉了。這個(gè)問題，你最好把模電書拿出來，翻到MOSFET的結(jié)構(gòu)那張圖shu。對(duì)于N溝道增強(qiáng)型MOSFET而言，只要UGS>UGS(th)，就會(huì)出現(xiàn)反型層，也就是在S、D兩個(gè)高濃度摻雜區(qū)之間出現(xiàn)N區(qū)，N溝道由此得名。

然后在UDS之間加了電壓，這里你注意，D是連接電源正極，根據(jù)電子帶負(fù)電的特性，既然D是正極，在電場(chǎng)力作用下，反型層中的電子就會(huì)被吸引到電源正極D，越靠近S，電場(chǎng)能量越小，吸引力越弱，這就導(dǎo)致了反型層在D端比較窄，而在S端比較寬的情況，如果UDS繼續(xù)增大，電場(chǎng)越強(qiáng)，吸引電子能力越強(qiáng)，反型層靠近D端的自由電子最終被全部吸引到D區(qū)，這樣在靠近D端的地方就出現(xiàn)了載流子濃度極低的情況，也就是夾斷區(qū)出現(xiàn)了。

N溝道增強(qiáng)型MOS管與P溝道增強(qiáng)型MOS管主要區(qū)別是什么?

1.N溝道MOS管與P溝道MOS管工作原理相似，不同之處僅在于它們形成電流的載流子性質(zhì)不同，因此導(dǎo)致加在各極上的電壓極性相反。應(yīng)用得最多的是N溝道增強(qiáng)型MOS管

2.N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理:

N溝道增強(qiáng)型MOS管與N溝道耗盡型MOS管在開啟電壓上的差別是什么？

1、NMOS增強(qiáng)型，ugs(th)一般是正數(shù)，最常見的是在2-4V之間，正常導(dǎo)通時(shí)的UGS一定大于Ugs(th)，因此也一定是一個(gè)正數(shù)。

2、耗盡型的不稱為ugs(th)，而是ugs(off)，也就是夾斷電壓，這個(gè)值通常是一個(gè)負(fù)數(shù)。也就是說，只要UGS>UGS(off)就可以導(dǎo)通，這個(gè)數(shù)值就不好說了，可以是負(fù)數(shù)，也可以是0，也可以是正數(shù)。