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MOS场效应半导体三极管解析

关注列表来源:壹芯微发布日期 2021-04-02 浏览:-

MOS场效应半导体三极管解析

双极性三极管是电流控制登录,其输入电阻不够高,在许多场合下不能满足人们的要求,经过不断的探索和实践,人们研制出一种仍具有PN结,但工作机理全然不同的新型半导体登录--场效应管(FET)。场效应三极管用电场效应来控制电流,故此命名,它的特点是输入阻抗高、噪音低、热稳定性好且抗幅射能力强,在工艺上便于集成,因此得到广泛的应用根据结构和原理的不同,场效应三极管可分为以下两大类。

① 结型场效应三极管(JFET) 

② 绝缘栅型场效应三极管(MOS管)

结型场效应管(JFET)

MOS场效应半导体三极管解析

以N沟道结型场效应管为例,以一块N型(多子为电子)半导体作基片,在它的两侧各光刻出一块区域,进行高浓度P+扩散(三价的硼),在两侧形成两个PN 结。两个P+区的引出线连在一起,作为一个电极,称之为栅极G。在N型半导体的两端引出两个电极,分别叫源极S和漏极D。3个电极G、S、D的作用,可以近似地认为分别相当于半导体三极管的基极B、射极E和集电极C。

两个PN结之间的区域,称为导电沟道,当在漏极和源极间加上电压,这个区域就是载流子流过的渠道,也就是电流的通道。由于这里的导电通道是N型半导体,所以这种管子叫N沟道结型场效应管,它的代表符号如图所示。箭头的方向,表示栅源极间PN结处于正偏时栅极电流的方向。P沟道结型场效应管除偏置电压的极性和载流子的类型与N沟道结型场效应管不同外,其工作原理完全相同。

绝缘栅型场效应管(MOS管)

绝缘栅型场效应管中,目前常用的是以二氧化硅SiO2作为金属铝栅极和半导体之间的绝缘层,简称MOS管。它有N沟道和P沟道两类,而每一类又分增强型和耗尽型两种。所谓增强型就是UGS=0时,漏源之间没有导电沟道,即使在漏源之间加上一定范围内的电压,也没有漏极电流;反之,在UGS=0时,漏源之间存在有导电沟道的称为耗尽型。 

如图是N沟道增强型MOS管的结构图:一块杂质浓度较低的P型硅片作为衬底B,在其中扩散两个N+区作为电极,分别称为源极S和漏极D。半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏源极间的绝缘层上再制造一层金属铝,称为栅极G。这就构成了一个N沟道增强型MOS管。显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。

沟道增强型MOS管结构图

MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好), N沟道增强型MOS管在UGS<UT (开启电压)时,导电沟道不能形成,ID=0,这时管子处于截止状态;当UGS=UT时,导电沟道开始形成,此时若在漏源极间加正向电压UDD,就会有漏极电流ID产生,管子开始导通;UGS>UT时,随着UGS的增大,导电沟道逐渐变宽,沟道电阻渐小,漏极电流ID渐大。这种漏极电流ID随栅极电位UGS的变化而变化的关系,称为MOS管的压控特性。

显然,MOS管是一种受电压控制的电流放大部件

MOS场效应半导体三极管解析。 

3. MOS管使用注意事项

(1) MOS在不使用时栅极不能悬空,务必将各电极短接!

(2)焊接MOS管时,电烙铁的外壳应良好接地,或断电后再焊。

(3)有些MOS管将衬底引出,有4个引脚,这种管子漏极和源极可以互换使用;有些在出厂时已将源极和衬底相连,只引出3个引脚,这种管子漏、源极不能对调使用。

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