晶体管

1. 第四章 场效应晶体管 双极晶体管 晶体管 结型场效应晶体管（J-FET） 场效应晶体(FET) 金属半导体场效应晶体管（MESFET） 金属 --氧化物--半导体场效应晶体管（MOSFET）

2. 什么是场效应晶体管(FET)？ 场效应晶体管是区别于双极型晶体管的另一大类晶体管。它通过改变垂直于导电沟道的电场强度来控制沟道的导电能力，从而调制通过沟道的电流。由于场效应晶体管的工作电流仅由多数载流子输运，故又称之为“单极型场效应晶体管” MOS场效应晶体管又称为 “金属 --氧化物--半导体场效应晶体管”,是绝缘栅场效应晶体管的一种，简称为 MOSFET， 但现在 MOSFET 的栅电极实际上不一定是金属。 N沟道MOSFET MOSFET P沟道MOSFET

3. MOSFET的优点： ① 输入阻抗高 ② 温度稳定性好。 ③ 噪声小。 ④ 大电流特性好。 ⑤ 无少子存贮效应，开关速度高。 ⑥ 制造工艺简单。 ⑦ 各管之间存在天然隔离，适宜于制作 VLSI 。

4. §4-1 MOSFET 的工作原理和特性 1、MOSFET的基本结构 以N 沟道为例。

5. 2 、栅电压对漏电流的控制

6. 2 、栅电压对漏电流的控制 当 VGS < VT（称为 阈电压）时，源漏之间隔着P区，漏结反偏，故无漏极电流。当 VGS > VT时，栅下的 P 型硅表面发生强反型，形成连通源区和漏区的 N 型 沟道，产生漏极电流 ID。对于恒定的 VDS ，VGS越大，则沟道中的可移动电子就越多，沟道电阻就越小，ID 就越大。 所以 MOSFET是通过改变 VGS来控制沟道的导电性，从而控制漏极电流 ID，是一种电压控制型器件。

7. 3 、转移特性曲线 转移特性曲线是指 VDS恒定时的 VGS ～ID 曲线。 N 沟 MOSFET当： VT > 0 时，称为 增强型，为常关型。 VT < 0 时，称为 耗尽型，为常开型。 ID ID VGS VGS 0 VT VT 0

8. 4 、漏源电压对沟道的影响 VDS 很小时的沟道

9. 5 、输出特性曲线的定性描述 输出特性曲线是指 VGS >VT且恒定时的VDS～ID曲线 ① 线性区（ VDS 很小时） 当 VDS很小时，沟道就象一个其阻值与 VDS无关的固定电阻，这时 ID与 VDS成线性关系。

10. ② 过渡区（ VDS增大，但小于VD sat） 随着VDS 的增大，漏附近的沟道变薄，沟道电阻增大，曲线逐渐下弯。当VDS增大到VD sat（饱和漏源电压）时，漏处的可动电子消失，这称为沟道被夹断。 线性区与过渡区统称为 非饱和区，有时也统称为 线性区。

11. ③ 饱和区（VDS＞VD sat） 当VDS＞VD sat 后，沟道夹断点左移，漏附近只剩下耗尽区。这时 ID几乎与 VDS 无关而保持常数 ID sat，曲线为水平直线。 实际上 ID随 VDS 的增大而略有增大，曲线略向上翘。

12. ④ 击穿区 当VDS 继续增大到 BVDS时，漏结发生雪崩击穿，或者漏源间发生穿通， ID急剧增大，如图中 CD 段所示。

13. 以VGS 作为参变量，可以得到不同VGS下的VDS～ID曲线族，这就是 MOSFET 的输出特性曲线。 饱和区 非饱和区 将各条曲线的夹断点用虚线连接起来，虚线左侧为非饱和区，虚线右侧为饱和区。

14. 5、MOSFET的类型 P 沟 MOSFET 的特性与N 沟 MOSFET 相对称，即： (1) 衬底为 N 型，源漏区为 P+型。 (2) VGS、VDS 的极性以及 ID 的方向均与 N 沟相反。 (3) 沟道中的可动载流子为空穴。 (4) VT < 0 时称为增强型（常关型），VT > 0 时称为耗尽型（常开型）。 4 种类型 MOSFET 的特性曲线小结。（见陈星弼 张庆中 陈勇编著微电子器件第三版 p . 201，图4 - 4）