文档介绍：模拟电子技术基础第四讲
场效应半导体三极管
绝缘栅场效应三极管的工作原理
伏安特性曲线
结型场效应三极管
场效应三极管的参数和型号
双极型和场效应型三极管的比较
模拟电子技术基础第四讲
场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。
从场效应三极管的结构来划分，它有两大类。
1. 结型场效应三极管JFET
(Junction type Field Effect Transister)
2. 绝缘栅型场效应三极管IGFET
( Insulated Gate Field Effect Transister)
IGFET也称金属氧化物半导体三极管MOSFET
（Metal Oxide Semiconductor FET）
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N沟道增强型MOS管的结构示意图和符号见图 。其中：D ( Drain )为漏极，相当于集电极C；G ( Gate )为栅极，相当于基极B ; S ( Source ) 为源极，相当于发射极E。
绝缘栅场效应三极管的工作原理
绝缘栅型场效应管MOSFET ( Metal Oxide Semiconductor FET)。分为:
增强型 N沟道、P沟道
耗尽型 N沟道、P沟道
N沟道增强型
MOSFET结构示意图
（动画2-3）
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一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底，用符号B表示。
(1)N沟道增强型MOSFET
①结构
根据图， N沟道增
强型MOSFET基本上是一种
左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，
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当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和
衬底间的电容作用，将靠近栅极
下方的 P 型半导体中的空穴向下
方排斥，出现了一薄层负离子的
耗尽层。耗尽层中的少子将向表
层运动，但数量有限，不足以形
成沟道，将漏极和源极沟通，所
以不可能以形成漏极电流ID。
②工作原理
1．栅源电压VGS的控制作用
当VGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
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VGS对漏极电流的控制关系可用：ID=f(VGS)VDS=const
这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图。
进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th)时（称为开启电压)，此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层。
随着VGS的继续增加，ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0，只有当VGS＞VGS(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。
(动画2-4）
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VGS对漏极电流的控制特性——转移特性曲线
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压
对漏极电流的控制作用。 gm 的量纲为mA/V，所以
gm也称为跨导。跨导的定义式如下
gm=ID/VGS VDS=const (单位mS)
ID=f(VGS)VDS=const
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2．漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用
VDS=VDG＋VGS
=－VGD＋VGS
VGD=VGS－VDS
当VDS为0或较小时，相当VGS＞VGS(th)，沟道分布如图，此时VDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。
(a) 漏源电压VDS
对沟道的影响
(动画2-5)
当VGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压VDS对漏极电流ID的影响。VDS的变化对沟道的影响如图所示。根据此图可以有如下关系：
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