场效应半导体三极管

 双极型半导体三极管是用基极电流去控制集电极电流的器件，在电工技术中称为电流控制电流源器件，用CCCS表示。在双极型三极管中有两种载流子参与导电，温度稳定性较差。场效应半导体三极管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件，属于电压控制电流源器件，用VCCS表示。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。从场效应三极管的结构来划分，它有结型场效应三极管JFET(Junction type  Field  Effect Transistor)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated  Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal  Oxide  Semicon-ductor FET）。

2.3.1  结型场效应三极管的基本工作原理

  结型场效应三极管的基本结构。它是在一块硅片，例如N型硅的两侧制作出两个PN结，用导线连在一起称为栅极，用G(Gate)表示。在中间的N型硅片的上下两端各制作一个电极，一个称为漏极，用D(Drain)表示；另一个称为源极，用S(Source)表示。

结型场效应三极管的工作原理。

2.3.2 绝缘栅场效应三极管

       场效应三极管还有一种结构形式——绝缘栅场效应三极管，这是在集成电路中广泛使用的场效应三极管，绝缘栅场效应三极管(MOSFET)分为增强型和耗尽型两大类，每类中又有N沟道和P沟道之分。不象双极型三极管只有NPN和PNP两类，场效应三极管的种类要多一些。但是它们的工作原理基本相同，所以下面以增强型N沟道场效应三极管为例来加以说明。

2.3.2.1 N沟道增强型MOSFET的结构

 N沟道增强型MOSFET的结构

2.3.2.2 N沟道增强型MOSFET的工作原理

        对N沟道增强型MOS场效应三极管的工作原理，分两个方面进行讨论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对沟道产生影响，从而对输出电流，即漏极电流ID产生影响。

    1．栅源电压UGS的控制作用

2．漏源电压UDS的控制作用

2.3.2.3 N沟道增强型MOSFET的特性曲线

N沟道增强型MOSFET的特性曲线有两条，转移特性曲线和漏极输出特性曲线。

1．转移特性曲线

N沟道增强型MOSFET的转移特性曲线，它是说明栅源电压UGS对漏极电流ID的控制关系，可用 这个关系式来表达，这条特性曲线称为转移特性曲线。

2．漏极输出特性曲线

当UGS＞UGS(th)，且固定为某一值时，反映UDS对ID的影响，即ID=f(UDS)½UGS=const这一关系的曲线,这一曲线称为漏极输出特性曲线。

2.3.2.4 N沟道耗尽型MOSFET

  N沟道耗尽型MOSFET的结构和基本工作原理

2.3.3 场效应三极管的特性曲线

       场效应三极管种类比较多，共有二大类六小类，具体分类情况如下

    为了便于记忆和使用时查阅资料，现将它们的符号、转移特性曲线和输出特性曲线列表如下。

       场效应管的转移特性曲线

       场效应管输出特性曲线

2.3.4 场效应三极管的参数和型号

2.3.4.1 场效应三极管的参数

  场效应管的参数如下：

    2.3.4.2场效应三极管的型号

      场效应三极管的型号，现行有两种命名方法。其一是与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如，3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

   第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如，CS14A、CS45G等。