MOSFET依照其"通道"(工作载流子)的极性不同,可分为"N型"与"P型" 的两种类型,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称上包括NMOS、PMOS等。

1.MOSFET是什么电子元件

是金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。

MOSFET是什么电子元件


2.MOSFET工作原理

增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压VGS=0时,即使加上漏-源电压VDS,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道(没有电流流过),所以这时漏极电流ID=0。

此时若在栅-源极间加上正向电压,即VGS>0,则栅极和硅衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个栅极指向P型硅衬底的电场,由于氧化物层是绝缘的,栅极所加电压VGS无法形成电流,氧化物层的两边就形成了一个电容,VGS等效是对这个电容充电,并形成一个电场,随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在这个电容的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的N型导电沟道,当VGS大于管子的开启电压VT(一般约为 2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID,我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,一般用VT表示。

控制栅极电压VGS的大小改变了电场的强弱,就可以达到控制漏极电流ID的大小的目的,这也是MOS管用电场来控制电流的一个重要特点,所以也称之为场效应管。

MOSFET工作原理



3.MOSFET分类

1)双栅极MOSFET

双栅极(dual-gate)MOSFET通常用在射频(Radio Frequency,RF)集成电路中,这种MOSFET的两个栅极都可以控制电流大小。在射频电路的应用上,双栅极MOSFET的第二个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的控制。

2)耗尽型MOSFET

一般而言,耗尽型(depletion mode)MOSFET比前述的增强型(enhancement mode)MOSFET少见。耗尽型MOSFET在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度,使得这种MOSFET的栅极就算没有加电压,通道仍然存在。如果想要关闭通道,则必须在栅极施加负电压。耗尽型MOSFET最大的应用是在"常闭型"(normally-off)的开关,而相对的,加强式MOSFET则用在"常开型"(normally-on)的开关上。


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