【場(chǎng)效應(yīng)管工作原理】場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理是什么 場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理是什么

場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話(huà)說(shuō),，就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID,，用以柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓控制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，表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽?，根?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),。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,。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，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,。

MOS場(chǎng)效應(yīng)管電源開(kāi)關(guān)電路

MOS場(chǎng)效應(yīng)管也被稱(chēng)為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)。它一般有耗盡型和增強(qiáng)型兩種,。增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管可分為NPN型PNP型,。NPN型通常稱(chēng)為N溝道型,，PNP型也叫P溝道型。對(duì)于N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上,，同樣對(duì)于P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上,。場(chǎng)效應(yīng)管的輸出電流是由輸入的電壓（或稱(chēng)電場(chǎng)）控制，可以認(rèn)為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流,，這使得該器件有很高的輸入阻抗,，同時(shí)這也是我們稱(chēng)之為場(chǎng)效應(yīng)管的原因。

在二極管加上正向電壓（P端接正極,，N端接負(fù)極）時(shí),，二極管導(dǎo)通，其PN結(jié)有電流通過(guò),。這是因?yàn)樵赑型半導(dǎo)體端為正電壓時(shí),，N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端，而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動(dòng),，從而形成導(dǎo)通電流,。同理，當(dāng)二極管加上反向電壓（P端接負(fù)極,，N端接正極）時(shí),，這時(shí)在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓，正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端,，負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端,，電子不移動(dòng)，其PN結(jié)沒(méi)有電流通過(guò),，二極管截止,。在柵極沒(méi)有電壓時(shí)，由前面分析可知,，在源極與漏極之間不會(huì)有電流流過(guò),，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管處與截止?fàn)顟B(tài)（圖7a）。當(dāng)有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極上時(shí),，由于電場(chǎng)的作用,，此時(shí)N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸引出來(lái)而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋,，使得電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導(dǎo)體中（見(jiàn)圖7b）,，從而形成電流，使源極和漏極之間導(dǎo)通,?？梢韵胂駷閮蓚€(gè)N型半導(dǎo)體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當(dāng)于為它們之間搭了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決定,。

C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管

電路將一個(gè)增強(qiáng)型P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管組合在一起使用,。當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通,，輸出端與電源正極接通,。當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通,，輸出端與電源地接通,。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作,，其相位輸入端和輸出端相反,。通過(guò)這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響,，使得柵壓在還沒(méi)有到0V,，通常在柵極電壓小于1到2V時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管既被關(guān)斷,。不同場(chǎng)效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同,。也正因?yàn)槿绱耍沟迷撾娐凡粫?huì)因?yàn)閮晒芡瑫r(shí)導(dǎo)通而造成電源短路,。

場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)

（1）場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,，它通過(guò)VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID（漏極電流）；

（2）場(chǎng)效應(yīng)管的控制輸入端電流極小,，因此它的輸入電阻（107～1012Ω）很大,。

（3）它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好,；

（4）它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù),；

（5）場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng)；

（6）由于它不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,，所以噪聲低,。