金属－氧化物－半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFET)——MOSFET，又称绝缘栅场效应管，简称MOS管。绝缘栅型场效应管是一种利用半导体表面的电场效应，由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极电流的器件，它的栅极与源极、栅极和漏极之间均采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。它的栅极-源极之间的电阻比结型场效应管大得多，可达Ω以上，还因为它比结型场效应管温度稳定性好、集成化时温度简单，而广泛应用于大规模和超大规模集成电路中。 　　

增强型：VGS=0时，漏源之间没有导电沟道，在VDS作用下无iD。

耗尽型：VGS=0时，漏源之间有导电沟道，在VDS作用下iD。

1.结构和符号(以N沟道增强型为例)

在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极，半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。

其他MOS管符号

2.结构和符号（以N沟道增强型MOSFET为例）

栅极与其他两个电极是相互绝缘的。间断线表示栅源电压vGS=0时，FET内部不存在导电沟道箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。

3.工作原理

（1）栅源电压VGS的控制作用

1）当VGS=0时：漏源间没有导电的沟道，iD=0

S、D之间相当于两个背靠背的二极管，故不管VDS极性如何，总有一个二极管是反偏的，无电流流过。

2）当vGS0时，产生电场，排斥空穴，吸引电子，电子与空穴相复合形成耗尽层。

3）当vGS增大到某一个值（开启电压VT）时，电场吸引更多电子到衬底表面，形成N型导电薄层，称为反型层。即vGS=VT时，导电沟道开始形成。

4）vGSVT后：vGS↑→沟道厚度↑→沟道电阻↓→ID↑,实现了电压控制电流。

这种在VGS=0时没有导电沟道，只有当VGS＞VT后才形成导电沟道的场效应管称为增强型场效应管。

（2）vDS对iD的影响

设vGSVT且为一常数

电位S←DS←D

低←高宽←窄

VDS=VGS-VT

有导电沟道的条件

vGD=vGS-vDSVT

vDSvGS-VT

vDS↑→rDS↑(慢)→iD↑

当VDS继续增加，满足VGD=VGS-VDS=VT时，漏端导电沟道开始夹断，称为预夹断。

VDS=VGS-VT.预夹断后，iD几乎不变。

4.特性曲线

（1）输出特性

VGSVＴ全夹断状态

(2)转移特性

5.其它类型MOS管

(1)N沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子，所以即使在VGS=0时，由于正离子的作用，两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

(2)P沟道增强型：VGS=0时，ID=0开启电压小于零，所以只有当VGS0时管子才能工作。

(3)P沟道耗尽型：制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子，所以即使在VGS=0时，由于负离子的作用，两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。

6.场效应管的主要参数

(1)开启电压VT：在VDS为一固定数值时，能产生ID所需要的最小

VGS

值。(增强)

(2)夹断电压VP：在VDS为一固定数值时，使ID对应一微小电流时的

VGS

值。(耗尽)

(3)饱和漏极电流IDSS：在VGS=0时，管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)

(4)极间电容：漏源电容CDS约为0.1～1pF，栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1～3pF。

(5)低频跨导gm：表示VGS对iD的控制作用。

在转移特性曲线上，gm是曲线在某点上的斜率，也可由iD的表达式求导得出，单位为S或mS。

(6)最大漏极电流IDM

(7)最大漏极耗散功率PDM

(8)漏源击穿电压V(BR)DS栅源击穿电压V(BR)GS

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