場效應(yīng)管介紹

由于PN結(jié)中的載流子已經(jīng)耗盡，故PN基本上是不導(dǎo)電的，形成了所謂耗盡區(qū)，從圖1中可見，當漏極電源電壓ED一定時，如果柵極電壓越負，PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚，則漏、源極之間導(dǎo)電的溝道越窄，漏極電流ID就愈小；反之，如果柵極電壓沒有那么負，則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化，就是說，場效應(yīng)管是電壓控制元件。
（2）特性曲線
1）轉(zhuǎn)移特性
圖2（a）給出了N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的柵壓---漏流特性曲線，稱為轉(zhuǎn)移特性曲線，它和電子管的動態(tài)特性曲線非常相似，當柵極電壓VGS=0時的漏源電流。用IDSS表示。VGS變負時，ID逐漸減小。ID接近于零的柵極電壓稱為夾斷電壓，用VP表示，在0≥VGS≥VP的區(qū)段內(nèi)，ID與VGS的關(guān)系可近似表示為：
ID=IDSS（1-|VGS/VP|）
其跨導(dǎo)gm為：gm=（△ID/△VGS）|VDS=常微（微歐）|
式中：△ID------漏極電流增量（微安）
------△VGS-----柵源電壓增量（伏）

2）漏極特性（輸出特性）
圖2(b)給出了場效應(yīng)管的漏極特性曲線，它和晶體三極管的輸出特性曲線 很相似。
①可變電阻區(qū)（圖中I區(qū)）在I區(qū)里VDS比較小，溝通電阻隨柵壓VGS而改變，故稱為可變電阻區(qū)。當柵壓一定時，溝通電阻為定值，ID隨VDS近似線性增大，當VGS＜VP時，漏源極間電阻很大（關(guān)斷）。IP=0；當VGS=0時，漏源極間電阻很小（導(dǎo)通），ID=IDSS。這一特性使場效應(yīng)管具有開關(guān)作用。
②恒流區(qū)（區(qū)中II區(qū)）當漏極電壓VDS繼續(xù)增大到VDS＞|VP|時，漏極電流，IP達到了飽和值后基本保持不變，這一區(qū)稱為恒流區(qū)或飽和區(qū)，在這里，對于不同的VGS漏極特性曲線近似平行線，即ID與VGS成線性關(guān)系，故又稱線性放大區(qū)。
③擊穿區(qū)（圖中Ⅲ區(qū)）如果VDS繼續(xù)增加，以至超過了PN結(jié)所能承受的電壓而被擊穿，漏極電流ID突然增大，若不加限制措施，管子就會燒壞。
2、絕緣柵場效應(yīng)管
它是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成，所以又稱為金屬---氧化物---半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場效應(yīng)管。
（1）結(jié)構(gòu)原理
它的結(jié)構(gòu)、電極及符號見圖3所示，以一塊P型薄硅片作為襯底，在它上面擴散兩個高雜質(zhì)的N型區(qū)，作為源極S和漏極D。在硅片表覆蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個電極G（柵極）由于柵極與其它電極絕緣，所以稱為絕緣柵場面效應(yīng)管。

在制造管子時，通過工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子，故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通，形成了導(dǎo)電溝道，即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時，溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變，導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
場效應(yīng)管的式作方式有兩種：當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型，當柵壓為零，漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。
（2）特性曲線
1）轉(zhuǎn)移特性（柵壓----漏流特性）
圖4（a）給出了N溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移行性曲線，圖中Vp為夾斷電壓（柵源截止電壓）；IDSS為飽和漏電流。
圖4（b）給出了N溝道增強型絕緣柵場效管的轉(zhuǎn)移特性曲線，圖中Vr為開啟電壓，當柵極電壓超過VT時，漏極電流才開始顯著增加。
2）漏極特性（輸出特性）
圖5（a）給出了N溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的輸出特性曲線。
圖5(b)為N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管的輸出特性曲線 。