模电学习笔记（上交郑老师）4.场效应管

消耗的功率小,触发是电场而不是电流。集成度越高，散热越难（FET）
只有多子参与导电，受温度影响较小
可以分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管
绝缘栅型场效应管（MOSFET）：使用较多
N沟道增强型MOS管
结构：

P型相对较大的，掺杂浓度较低的P型半导体（衬底）
左右各扩散了一个N型区。SIO2是很薄的
二氧化硅一极接了一个极板叫做栅极（g），控制极，对应b
s是源极（载流子的源泉，发源地）对应e
d是漏极（载流子的漏出处）对应c
之所以叫绝缘栅，都是因为sgd都绝缘，省电，控制极没电流
工作原理：

左图：将源极和衬底接在一起。省略了一个极。如果MOS管是四个极则衬底是单独的，源极（s）和漏极（d）就可以互换。
首先d和s之间不加电压，g和s之间加电压ugs>0，向下的电场将空穴踢走，形成耗尽层。
如果电压继续增大，空穴往下，P的少子：自由电子吸上去。形成了一个电子的沟道（反型层），使sd导通。沟道里的多子是自由电子（N沟道）
如果ugs不变，沟道宽度不变。沟道的宽窄决定了电阻，沟道越宽，电阻越小。于是得到了一个由电压控制的可变电阻器。ugs决定了Rgs。
要让ds之间有电流，就需要在ds之间加一个电压
Ugsth是开启电压。当加的Ugs大于开启电压时，沟道开始形成
Ugs不变，让Uds逐渐上升
id电流处处相等，右侧电场大，速度快，所以电子少，沟道窄。
中间图出现的情况：称为预夹断

恒流部分：缝隙变长，电阻变大和电压的增大抵消，电流几乎不变

栅极和源极的电压能够在这个时候控制Id这个电流，成比例
N沟道耗尽型MOS管：在二氧化硅里天生带正电，沟道天生产生，直接加Uds就可以用了。
Ugs（off）：夹断电压：加负电压使其截至

天生有沟道：结型

两个P是高浓度，在N的两边接s和d

栅极控制两个P，如果不加电压，耗尽层天生就会形成沟道

理解：电场方向由n指向两边的g，即从N指向P，耗尽层增多。沟道变窄。加到某一程度会夹断。
用PN结夹，所以是结型

如果有Id，则源极（s）向漏极（d）的电压逐渐增大，电压不相等，就会一边宽一边窄
Ugs<0的原因：如果大于0，两侧的g比s高，PN结导通。反之如果小于0，负离子向中间移动，正离子向两边移动
绝缘栅因为sio2易被击穿，所以容易坏

转移特性：左图形成的最大条件是从恒流区拿来的。输出特性：恒流区用于放大（要起到放大作用，先让场效应管工作在恒流区。然后控制Ugs，产生Id的变化

Ugs（th）：Uds为一常量时，使Id大于0所需的最小值，是增强型的MOS管参数
Ugs（off）：夹断电压，Uds为常量时，形成缝隙的电压
饱和漏极电流Idss：对于结型场效应管，在Ugs=0的情况下产生预夹断的漏极电流
Rgs（dc）：栅源电压与栅极电流之比
gm是斜率

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