结型场效应管的结构及工作原理

一、场效应管分类

1.两类电场效应

场效应管：场效应晶体管

①PN结耗尽层宽度随反向电压变化的场效应

在PN结施加反向电压，耗尽层会逐渐变宽，通过改变耗尽层宽度来对导电通道进行控制。

②电容正负电荷吸引力构建导电通道的场效应

当在电容左基板上施加正电荷，P型半导体的自由电子会向左侧运动，随着左侧基板电压增大，自由电子会在P型半导体左侧汇集，当电压增加到一定程度，P型半导体左侧区域会形成反型层(P型半导体的多子时空穴，而这里自由电子较多，所以称为反型层)

2.场效应管分类

①结型场效应管

通过改变PN结耗尽层宽度随反向电压变化的场效应管

②增强型MOS管

通过电容正负电荷吸引力构建导电通道的场效应管

栅-源不加电压时，漏-源不存在导电沟道

③耗尽型MOS管

通过电容正负电荷吸引力构建导电通道的场效应管

栅-源不加电压时，漏-源存在导电沟道

二、结型场效应管结构

1.N沟道结型场效应管结构

①在同一块N型半导体上，制作两个高掺杂的P区，并连在一起，所引出的电极称为栅极s

②N型半导体的两端分别引出两个电极，一个称为漏极d，一个称为源极s

③P区与N区的交界面形成耗尽层(不导电)

④漏-源之间的非耗尽层区域称为导电沟道(导电)

2.晶体管与场效应管的区别

晶体管：电流要经过P区和N区，穿过PN结

场效应管：电流只流过N区，不穿过PN结

3.结型场效应管分类

通过箭头指向判断时哪种结型场效应管

箭头指向的为N沟道结型场效应管

三、结型场效应管工作原理

1.Ugs对导电沟道的控制(Uds=0)

①当Ugs=0时

耗尽层窄，导电沟道宽

②当Ugs＞0时

PN结正偏，耗尽层变窄， 导电沟道变宽(但是影响小，因为本就导电沟道就很宽)

（3）UGS（关闭）

PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大

（4）Ugs=Ugs（关闭）<0

耗尽层闭合，导电沟道消失，沟道电阻无穷大

⑤总结

Ugs>Ugs（off）

Ugd>Ugs（关闭）

当Ugd＝Ugs(off)时，称为预夹断

2.漏-源电压Uds对漏极电流id的影响

（1）Ugs>Ugs（off），Uds=0

因为Ugd=Ugs-Uds

ugd=ugs

但是因为Uds=0，所以id=0

②Ugs＞Ugs(off),Uds逐渐增大

因为Ugd=Ugs-Uds

Ugd＜Ugs

所以漏极导电沟道会变窄，

Ugs不变，沟道电阻不变

（3）Ugs>Ugs（off），Uds=Ugs-Ugs（off）

因为Ugd=Ugs-Uds

Ugd=Ugs（off）

漏极导电沟道开始出现夹断

（4）Ugs>Ugs（关闭），Uds>Ugs-Ugs（关闭）

因为Ugd=Ugs-Uds

Ugd＜Ugs(off)
       
漏极的夹断区逐渐加长

⑤总结

Uds增大，d-s电场增大，id增大；

Uds增大，夹断区边长，d-s电阻便把，id减小；

漏极电流id仅仅取决于Ugs，而与Uds无关，表现出恒流特性

3.总结

两断截止，两通阻，一通一断时恒流