(整理)場(chǎng)效應(yīng)管工作原理68553

1、場(chǎng)效應(yīng)管工作原理是什么？場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)（FET）簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應(yīng)管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子，即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電，因此稱(chēng)為雙極型晶體管，而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，它與雙極型相反，也稱(chēng)為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高（108109Q）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。一、場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類(lèi)。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）因有兩個(gè)PN結(jié)而得名，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（JGFET）則因柵極

2、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(chēng)MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET）;此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管，以及最近剛問(wèn)世的 k MOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來(lái)劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。見(jiàn)下圖。結(jié)場(chǎng)效應(yīng) 晶體管的結(jié)構(gòu)F溝結(jié)構(gòu)漏

3、極漏極撅極V3/瓢極注源根源極MOS 場(chǎng)效應(yīng)的耗盡型F溝耗盡型G©襯底,©襯底晶體管昭增強(qiáng)型P溝增強(qiáng)型國(guó)舉-時(shí)底國(guó)審-襯底2、5 一夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。3、Ut 一開(kāi)啟電壓。是指增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效管中，使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。4、gM 一跨導(dǎo)。是表示柵源電壓U GS 一對(duì)漏極電流I D的控制能力，即漏極電流I D變化量與柵源電壓Ugs變化量的比值。gM是衡量場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。5、BUds 一漏源擊穿電壓。是指柵源電壓 Ugs一定時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù)，加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電

4、壓必須小于buds.6、Pdsm 最大耗散功率。也是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。使用時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于Pdsm并留有一定余量。7、Idsm 最大漏源電流。是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間所允許通過(guò)的最大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過(guò)Idsm幾種常用的場(chǎng)效應(yīng)三極管的主要參數(shù)參數(shù)Am儂%昨片nKt型號(hào)mWmAVVVmA VMiz3DT2D100>20>20-4>23003EJ7E100<1.2>3)>20-423903EJ15H100611>20>2D f -5.53DO2E1000352&

5、gt;12>251000CS11C叫637 j_一 XTZ-4四、場(chǎng)效應(yīng)管的作用1、場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。2、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。3、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。4、場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。5、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān)。五、場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的管腳識(shí)別：場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極，源極和漏極分別對(duì)應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極。將萬(wàn)用表置于RX 1k檔，用兩表筆分別測(cè)量每?jī)蓚€(gè)管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等，均為

6、數(shù)KQ時(shí)，則這兩個(gè)管腳為漏極 D和源極S （可互換），余下的一個(gè)管腳即為柵極 G。對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。2、判定柵極用萬(wàn)用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表筆分別碰觸另外兩個(gè)電極。若兩次測(cè)出的阻值都很小，說(shuō)明均是正向電阻，該管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。制造工藝決定了場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱(chēng)的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。注意不能用此法判定絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。因?yàn)檫@種管子的輸入電阻極高，柵源間的極間電容又很小，測(cè)量時(shí)只要有少量的電荷，就可在極間電容上形成很高的電壓，容易將管子損壞。

7、3、估測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力將萬(wàn)用表?yè)艿絉X100檔，紅表筆接源極S,黑表筆接漏極D,相當(dāng)于給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓。這時(shí)表針指示出的是 D-S極間電阻值。然后用手指捏柵極 G,將人體的感應(yīng)電壓作為輸入信號(hào)加 到柵極上。由于管子的放大作用，UDS和ID都將發(fā)生變化，也相當(dāng)于D-S極間電阻發(fā)生變化，可觀(guān)察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極時(shí)表針擺動(dòng)很小，說(shuō)明管子的放大能力較弱；若表針不動(dòng)，說(shuō)明管子已經(jīng)損壞。由于人體感應(yīng)的50Hz交流電壓較高，而不同的場(chǎng)效應(yīng)管用電阻檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同，因此用手捏柵極時(shí)表針可能向右擺動(dòng)，也可能向左擺動(dòng)。少數(shù)的管子RDS減小，使表針向右擺動(dòng)，多數(shù)管子的R

8、DS增大，表針向左擺動(dòng)。無(wú)論表針的擺動(dòng)方向如何，只要能有明顯地?cái)[動(dòng)，就說(shuō)明管子具有放大能力。本方法也適用于測(cè)MOS管。為了保護(hù)MOS場(chǎng)效應(yīng)管，必須用手握住螺釘旋具絕緣柄，用金屬桿去碰柵極，以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極上，將管子損壞。MOS管每次測(cè)量完畢，G-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷，建立起電壓 UGS,再接著測(cè)時(shí)表針可能不動(dòng)，此時(shí)將 G-S極間短路一下即可。目前常用的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和MOS型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的管腳順序如下圖所示。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管蛆球柵場(chǎng)效應(yīng)管六、常用場(chǎng)效用管1、MOS場(chǎng)效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，英文縮寫(xiě)為 MOSFET （ Metal-Oxide-Semiconduct

9、or Field-Effect-Transistor）,屬于絕緣柵型。其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻（最高可達(dá)1015Q）。它也分N溝道管和P溝道管，符號(hào)如圖1所示。通常是將襯底（基板）與源極 S接在一起。根據(jù)導(dǎo)電方式的不同，MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型。所謂增強(qiáng)型是指：當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的 VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指，當(dāng) VGS=0時(shí)即形成溝道，加上正確的VGS時(shí)，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而耗盡“了載流子，使管子轉(zhuǎn)向截止。以N溝道為例，它是在P型硅襯底上制成兩

10、個(gè)高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū) N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通，二者總保持等電位。圖 1 （a）符號(hào)中的前頭方向是從外向電，表示從P型材料（襯底）指身N型溝道。當(dāng)漏接電源正極，源極接電源負(fù)極并使 VGS=0時(shí)，溝道電流（即漏極電流）ID=0。隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子，形成從漏極到源極的 N型溝道，當(dāng)VGS大于管子的開(kāi)啟電壓 VTN （一般約為+2V）時(shí)，N溝道管開(kāi)始導(dǎo)通，形成漏極電流ID國(guó)產(chǎn)N溝道MOSFET的典型產(chǎn)品有3DO1、3DO2、3DO4 （以上均為單柵管），4DO1 （雙柵管）。它們的管腳排列（底

11、視圖）見(jiàn)圖 2。MOS場(chǎng)效應(yīng)管比較 嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓（U=Q/C）,將管子損壞。因此了廠(chǎng)時(shí)各管腳都絞合在一起，或裝在金屬箔內(nèi)，使 G極與S極呈等電位，防止積累靜電荷。管子不用時(shí)，全部引線(xiàn)也應(yīng)短接。在測(cè)量時(shí)應(yīng)格外小心，并采取相應(yīng)的防靜電感措施。MOS場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)方法（1） .準(zhǔn)備工作測(cè)量之前，先把人體對(duì)地短路后，才能摸觸 MOSFET的管腳。最好在手腕上接一條導(dǎo)線(xiàn)與大地連通，使人體與大地保持等電位。再把管腳分開(kāi)，然后拆掉導(dǎo)線(xiàn)。（2） .判定電極將萬(wàn)用表?yè)苡赗X100檔，首先

12、確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無(wú)窮大，證明此腳就是柵極G。交換表筆重測(cè)量，S-D之間的電阻值應(yīng)為幾百歐至幾千歐，其中阻值較小的那一次，黑表筆接的為D極，紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品，S極與管殼接通，據(jù)此很容易確定 S極。（3） .檢查放大能力（跨導(dǎo)）將G極懸空，黑表筆接D極，紅表筆接S極，然后用手指觸摸G極，表針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn)。雙柵 MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩個(gè)柵極G1、G2。為區(qū)分之，可用手分別觸摸G1、G2極，其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大白勺為G2極。目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護(hù)二極管，平時(shí)就不需要把各管腳短路了MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管使用注意事項(xiàng)。MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管在使

13、用時(shí)應(yīng)注意分類(lèi)，不能隨意互換。MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管由于輸入阻抗高(包括 MOS集成電路)極易被靜電擊穿，使用時(shí)應(yīng)注意以下規(guī)則：(1) . MOS器件出廠(chǎng)時(shí)通常裝在黑色的導(dǎo)電泡沫塑料袋中，切勿自行隨便拿個(gè)塑料袋裝。也可用細(xì)銅線(xiàn)把各個(gè)引腳連接在一起，或用錫紙包裝(2) .取出的MOS器件不能在塑料板上滑動(dòng)，應(yīng)用金屬盤(pán)來(lái)盛放待用器件。(3) .焊接用的電烙鐵必須良好接地。(4) .在焊接前應(yīng)把電路板的電源線(xiàn)與地線(xiàn)短接，再 MOS器件焊接完成后在分開(kāi)。(5) . MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機(jī)時(shí)順序相反。(6) .電路板在裝機(jī)之前，要用接地的線(xiàn)夾子去碰一下機(jī)器的各接線(xiàn)端子，再把電路板

14、接上去。(7) . MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極在允許條件下，最好接入保護(hù)二極管。在檢修電路時(shí)應(yīng)注意查證原有的保護(hù)二極管是否損壞。2、VMOS場(chǎng)效應(yīng)管VMOS場(chǎng)效應(yīng)管(VMOSFET)簡(jiǎn)稱(chēng)VMOS管或功率場(chǎng)效應(yīng)管，其全稱(chēng)為 V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來(lái)的高效、功率開(kāi)關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高(>108W)、驅(qū)動(dòng)電流小(左右0.1 11A左右)，還具有耐壓高(最高可耐壓 1200V)、工作電流大(1.5A100A)、輸出功率高(1250W)、跨導(dǎo)的線(xiàn)性好、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與 功率晶體管之優(yōu)點(diǎn)集于一身，因此在電壓放大器(電壓放大

15、倍數(shù)可達(dá)數(shù)千倍)、功率放大器、開(kāi)關(guān)電源和逆變器中正獲得廣泛應(yīng)用。眾所周知，傳統(tǒng)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上，其工作電流基本上是沿水平方向流動(dòng)。VMOS管則不同，從左下圖上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第一，金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu)；第二，具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出，所以 ID不是沿芯片水平流動(dòng)，而是自重?fù)诫s N+區(qū)(源極S)出發(fā)，經(jīng)過(guò)P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū)，最后垂直向下到達(dá)漏極 D。 電流方向如圖中箭頭所示，因?yàn)榱魍ń孛娣e增大，所以能通過(guò)大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層，因此它仍屬于絕緣柵型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)VMOS場(chǎng)效應(yīng)管的主要

16、廠(chǎng)家有877廠(chǎng)、天津半導(dǎo)體器件四廠(chǎng)、杭小M電子管廠(chǎng)等，典型產(chǎn)品有 VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六種VMOS管的主要參數(shù)。其中，IRFPC50的外型如右上圖所示。VMOS場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)方法(1) .判定柵極G將萬(wàn)用表?yè)苤罵X 1k檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻土&呈無(wú)窮大，并且交換表筆后仍為無(wú)窮大，則證明此腳為G極，因?yàn)樗土硗鈨蓚€(gè)管腳是絕緣的。(2) .判定源極S、漏極D由圖1可見(jiàn)，在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別 S極與D極。用交換表筆法測(cè)兩次電阻，其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻

17、，此時(shí) 黑表筆的是S極，紅表筆接D極。(3),測(cè)量漏-源通態(tài)電阻RDS (on)將G-S極短路，選¥萬(wàn)用表的RX1檔，黑表筆接S極，紅表筆接D極，阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。由于測(cè)試條件不同，測(cè)出的 RDS (on)值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。例如用 500型萬(wàn)用表RX1檔實(shí)測(cè)一只IRFPC50型VMOS管，RDS (on) =3.2W,大于0.58W (典型值)。(4).檢查跨導(dǎo)將萬(wàn)用表置于Rx 1k (或Rx 100)檔，紅表筆接S極，黑表筆接D極，手持螺絲刀去碰觸柵極，表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)愈大，管子的跨導(dǎo)愈高注意事項(xiàng)：(1) VMOS管亦分N溝道管與P溝道管，但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于

18、 N溝道管。對(duì)于P溝道管，測(cè)量時(shí)應(yīng)交換表筆的位置。(2)有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管，本檢測(cè)方法中的1、2項(xiàng)不再適用。(3)目前市場(chǎng)上還有一種VMOS管功率模塊，專(zhuān)供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國(guó)IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊，內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只，構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。(4)現(xiàn)在市售VNF系列(N溝道)產(chǎn)品,是美國(guó)Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場(chǎng)效應(yīng)管，其最高工作頻率 fp=120MHz, IDSM=1A , PDM=30W,共源小信號(hào)低頻跨導(dǎo)gm=200O S。適用于高速開(kāi)關(guān)電路 和廣播、通信設(shè)備中。(5)使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以 VNF3

19、06為例，該管子加裝140X140X4 (mm)的散熱器后，最大功率才能達(dá)到 30W七、場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。(2)場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱(chēng)之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱(chēng)之為雙極型器件。(3)有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。(4)場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此

20、場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。1.什么叫場(chǎng)效應(yīng)管？Fffect Transistor的縮寫(xiě)，即為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子，即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電，因此稱(chēng)為雙極型晶體管，而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，它與雙極型相反，也稱(chēng)為單極型晶體管。FET應(yīng)用范圍很廣，但不能說(shuō)現(xiàn)在普及的雙極型晶體管都可以用FET替代。然而，由于FET的特性與雙極型晶體管的特性完全不同，能構(gòu)成技術(shù)性能非常好的電路。2.場(chǎng)效應(yīng)管的特征:口極漏極口溝道二二二一 JL耗盡并、/f/口極(基片門(mén)極)(a) JFET的概念圖(b) JFET的符號(hào)圖1 JFET的概念圖、符號(hào)圖1(

21、b)門(mén)極的箭頭指向?yàn)閜指向n方向，分別表示內(nèi)向?yàn)閚溝道JFET,外向?yàn)閜溝道JFET。圖1 (a)表示n溝道JFET的特性例。以此圖為基礎(chǔ)看看JFET的電氣特性的特點(diǎn)。首先，門(mén)極-源極間電壓以0V時(shí)考慮(VGS =0)。在此狀態(tài)下漏極-源極間電壓VDS從0V增加，漏電流ID幾乎與VDS成比例增加，將此區(qū)域稱(chēng)為非飽和區(qū)。VDS達(dá)到某值以上漏電流ID的變化變小，幾乎達(dá)到一定值。此時(shí)的ID稱(chēng)為飽和漏電流(有時(shí)也稱(chēng)漏電流用IDSS表示。與此IDSS對(duì)應(yīng)的VDS稱(chēng)為夾斷電壓VP ,此區(qū)域稱(chēng)為飽和區(qū)。其次在漏極-源極間加一定的電壓VDS (例如0.8V), VGS值從0開(kāi)始向負(fù)方向增加，ID的值從IDSS

22、開(kāi)始慢慢地減少，對(duì)某VGS值ID =0。將此時(shí)的VGS稱(chēng)為門(mén)極-源極間遮斷電壓或者截止電壓，用VGS (off)示。n溝道JFET的情況則VGS (off)值帶有負(fù)的符號(hào)，測(cè)量實(shí)際的JFET對(duì)應(yīng)ID =0的VGS因?yàn)楹芾щy,在放大器使用的小信號(hào)JFET時(shí)，將達(dá)到ID =0.1-10(1 A的VGS定義為VGS (off)的情況多些。關(guān)于JFET為什么表示這樣的特性，用圖作以下簡(jiǎn)單的說(shuō)明。門(mén)極扁極11f飽和開(kāi)始狀態(tài) (Vgs=OjVds=Vp)O漏極ID恤和加深狀態(tài) (VGS-O,VDS»VP)耗盡層3的截止?fàn)顟B(tài)(V(55=Vs5( on? bVps>Vp).1,JFET的工作原

23、理用一句話(huà)說(shuō)，就是"漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID ,用以門(mén)極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的門(mén)極電壓控制ID "。更正確地說(shuō)，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由 pn結(jié)反偏的變化， 產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。在VGS =0的非飽和區(qū)域，圖10.4.1(a表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽螅鶕?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng)，源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。達(dá)到飽和區(qū)域如圖10.4.2(a) 所示，從門(mén)極向漏極擴(kuò)展的過(guò)度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。在過(guò)渡層由于沒(méi)有電子、空

24、穴的自由移動(dòng)，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動(dòng)。但是此時(shí)漏極-源極間的電場(chǎng)，實(shí)際上是兩個(gè)過(guò)渡層接觸漏極與門(mén)極下部附近，由于漂移電場(chǎng)拉去的高速電子通過(guò)過(guò)渡層。如圖10.4.1(b所示的那樣，即便再增加 VDS ,因漂移電場(chǎng)的強(qiáng)度幾乎不變產(chǎn)生ID的飽和現(xiàn)象。其次，如圖10.4.2(c所示,VGS向負(fù)的方向變化，讓VGS =VGS (off),此時(shí)過(guò)渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。而且 VDS的電場(chǎng)大部分加到過(guò)渡層上，將電子拉向漂移方向的電場(chǎng)，只有靠近源極的 很短部分，這更使電流不能流通。3.場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)FET根據(jù)門(mén)極結(jié)構(gòu)分為如下兩大類(lèi)。其結(jié)構(gòu)如圖 3所示:面結(jié)型FET (簡(jiǎn)化為JFET)門(mén)極絕緣型FET(簡(jiǎn)化為MOS FET)圖3. FET的結(jié)構(gòu)各種結(jié)構(gòu)的FET均有門(mén)極、源極、漏極3個(gè)端子，將這些與雙極性晶體管的各端子對(duì)應(yīng)如表1所示。JFET是由漏極與源極間形成電流通道（channel的p型或n型半導(dǎo)體，與門(mén)極形成pn結(jié)的結(jié)構(gòu)。另外，門(mén)極絕緣型FET是通道部分（、Semicoductor）上形成薄白氧化膜（Oxide）,并且在其上形成門(mén)極用金屬薄膜（Metal）的結(jié)構(gòu)。從制造門(mén)極結(jié)構(gòu)材質(zhì)按其字頭順序稱(chēng)為MOS FET根據(jù)JFET、MOS FET的通道部分的半導(dǎo)體是p型或是n型分別有p溝道元件，n溝道元件兩種類(lèi)型。