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  • MOS管場效應管-結型場效應管(JFET) 與絕緣柵型場效應管MOS管
    • 發布時間:2021-03-19 18:19:27
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    MOS管場效應管-結型場效應管(JFET) 與絕緣柵型場效應管MOS管
    MOS場效應半導體三極管
    雙極性三極管是電流控制器件,其輸入電阻不夠高,在許多場合下不能滿足人們的要求,經過不斷的探索和實踐,人們研制出一種仍具有PN結,但工作機理全然不同的新型半導體器件--場效應管(FET)。場效應三極管用電場效應來控制電流,故此命名,它的特點是輸入阻抗高、噪音低、熱穩定性好且抗幅射能力強,在工藝上便于集成,因此得到廣泛的應用根據結構和原理的不同,場效應三極管可分為以下兩大類。
    ① 結型場效應三極管(JFET)
    ② 絕緣柵型場效應三極管(MOS管)
    結型場效應管(JFET)
    MOS管,場效應管,三極管
    以N溝道結型場效應管為例,以一塊N型(多子為電子)半導體作基片,在它的兩側各光刻出一塊區域,進行高濃度P+擴散(三價的硼),在兩側形成兩個PN 結。兩個P+區的引出線連在一起,作為一個電極,稱之為柵極G。在N型半導體的兩端引出兩個電極,分別叫源極S和漏極D。3個電極G、S、D的作用,可以近似地認為分別相當于半導體三極管的基極B、射極E和集電極C。
    兩個PN結之間的區域,稱為導電溝道,當在漏極和源極間加上電壓,這個區域就是載流子流過的渠道,也就是電流的通道。由于這里的導電通道是N型半導體,所以這種管子叫N溝道結型場效應管,它的代表符號如圖所示。箭頭的方向,表示柵源極間PN結處于正偏時柵極電流的方向。P溝道結型場效應管除偏置電壓的極性和載流子的類型與N溝道結型場效應管不同外,其工作原理完全相同。
    絕緣柵型場效應管(MOS管)
    絕緣柵型場效應管中,目前常用的是以二氧化硅SiO2作為金屬鋁柵極和半導體之間的絕緣層,簡稱MOS管。它有N溝道和P溝道兩類,而每一類又分增強型和耗盡型兩種。所謂增強型就是UGS=0時,漏源之間沒有導電溝道,即使在漏源之間加上一定范圍內的電壓,也沒有漏極電流;反之,在UGS=0時,漏源之間存在有導電溝道的稱為耗盡型。
    如圖是N溝道增強型MOS管的結構圖:一塊雜質濃度較低的P型硅片作為襯底B,在其中擴散兩個N+區作為電極,分別稱為源極S和漏極D。半導體表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層,在漏源極間的絕緣層上再制造一層金屬鋁,稱為柵極G。這就構成了一個N溝道增強型MOS管。顯然它的柵極與其它電極間是絕緣的。
    溝道增強型MOS管結構圖
    MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數管子在出廠前已連接好), N溝道增強型MOS管在UGS<UT (開啟電壓)時,導電溝道不能形成,ID=0,這時管子處于截止狀態;當UGS=UT時,導電溝道開始形成,此時若在漏源極間加正向電壓UDD,就會有漏極電流ID產生,管子開始導通;UGS>UT時,隨著UGS的增大,導電溝道逐漸變寬,溝道電阻漸小,漏極電流ID漸大。這種漏極電流ID隨柵極電位UGS的變化而變化的關系,稱為MOS管的壓控特性。
    顯然,MOS管是一種受電壓控制的電流放大部件。 
    MOS管,場效應管,三極管
    3. MOS管使用注意事項
    (1) MOS在不使用時柵極不能懸空,務必將各電極短接!
    (2)焊接MOS管時,電烙鐵的外殼應良好接地,或斷電后再焊。
    (3)有些MOS管將襯底引出,有4個引腳,這種管子漏極和源極可以互換使用;有些在出廠時已將源極和襯底相連,只引出3個引腳,這種管子漏、源極不能對調使用。
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