第四章场效应管放大电路 场效应管是一种利用电场效应来控制电流的一种半导体器 件,是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。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 N沟道 结型 P沟道 场效应管: 增强型 N沟道耗尽型 MOS型 P沟造「增强型 耗尽型
第四章 场效应管放大电路 场效应管是一种利用电场效应来控制电流的一种半导体器 件，是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。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。 场效应管： 结型 N沟道 P沟道 MOS型 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型
§41绝缘栅型场效应管( Insulated Gate Field effect transister) 绝缘栅型场效应管 IGFET有称金属氧化物场效应管 MOSFET( Metal Oxide Semiconductor fet是一种利用半导体 表面的电场效应,由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极 电流的器件,它的栅极与半导体之间是绝缘的,其电阻大于 1099 增强型:Ves=0时,漏源之间没有导电沟道, 在VD作用下无ip 耗尽型:Vs=0时,漏源之间有导电沟道, 在VD作用下ip
§4.1 绝缘栅型场效应管( Insulated Gate Field Effect Transister) 绝缘栅型场效应管IGFET有称金属氧化物场效应管 MOSFET( Metal Oxide Semiconductor FET)是一种利用半导体 表面的电场效应，由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极 电流的器件，它的栅极与半导体之间是绝缘的，其电阻大于 109。 增强型：VGS=0时，漏源之间没有导电沟道， 在VDS作用下无iD。 耗尽型：VGS=0时，漏源之间有导电沟道， 在VDS作用下iD
结构和符号(以N沟道增强型为例) GATE N沟道增强型 MOSFET拓 D 扑结构左右对称,是在 块浓度较低的P型硅上生成 OXIDE 层SO2薄膜绝缘层,然 SOURCE DRAIN 后用光刻工艺扩散两个高 (n+ CHANNEL LENGTH(L) 掺杂的N型区,从N型区引 SUBSTRATEP-SI 出电极作为D和S,在绝缘层 S D D 上镀一层金属铝并引出 个电极作为G D( Drain):漏极,相当c N N + G(Gate:栅极,相当b N沟道箭头向里 S( Source):源极,相当e P衬底 衬底断开 B( Substrate):衬底 结构动画
1. 结构和符号（以N沟道增强型为例） N沟道增强型MOSFET拓 扑结构左右对称，是在一 块浓度较低的P型硅上生成 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 出电极作为D和S,在绝缘层 上镀一层金属铝并引出一 个电极作为G D(Drain):漏极，相当c G(Gate):栅极，相当b S(Source):源极，相当e B(Substrate):衬底 结构动画
2.工作原理(以N沟道增强型为例) (1)栅源电压vs的控制作用 (a)Vos=0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,不管Vs极 6102 性如何,其中总有一个PN结 N 反向,所以不存在导电沟道 GS 0, P衬底 电子 Vcs必须大于0 0空穴 管子才能工作。 负离子
2. 工作原理（以N沟道增强型为例） (a) VGS=0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，不管VDS极 性如何，其中总有一个PN结 反向，所以不存在导电沟道。 VGS =0， ID =0 VGS必须大于0 管子才能工作。 （1）栅源电压VGS的控制作用
(1)栅源电压Vs的控制作用 (b)当栅极加有电压时,若 D 0<KGs<VGsm(称为开 启电压)时,在Sio2介质中产生 个垂直于半导体表面的电场, ++++ S102 排斥P区多子空穴而吸引少子电 子。但由于电场强度有限,吸 引到绝缘层的少子电子数量有 限,不足以形成沟道,将漏极 P衬底 和源极沟通,所以不可能以形 电子 成漏极电流/ 空 负离子 0<Vc<,ID=0
（1）栅源电压VGS的控制作用 （b）当栅极加有电压时，若 0＜VGS＜VGS(th) （ VT 称为开 启电压)时，在Sio2介质中产生 一个垂直于半导体表面的电场， 排斥P区多子空穴而吸引少子电 子。 但由于电场强度有限，吸 引到绝缘层的少子电子数量有 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。 0＜VGS＜VT ，ID=0