绝缘栅场效应管（结型场效应管与绝缘栅的区别）

绝缘栅场效应管的工作原理

绝缘场效应晶体管有很多种，包括PMOS、NMOS和VMOS功率晶体管，但目前使用最广泛的是MOS晶体管。绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)，即金属氧化物半导体场效应晶体管，通常用MOS表示，简称MOS晶体管。它比结型场效应晶体管具有更高的输入阻抗(高达1012以上)，其制造工艺相对简单、灵活、使用方便，非常有利于高集成度。工作原理：图2中，衬底是P型半导体，上面有SiO2薄膜和金属铝层。如果在金属铝层和半导体之间施加电压UGS，将在金属铝层和半导体之间产生垂直于半导体表面的电场。在该电场的作用下，P型硅表面上的多数载流子-空穴将被排斥，导致硅晶片表面上缺少载流子的薄层。同时，在电场的作用下，P型半导体中的少数载流子——电子被吸引到半导体表面，被空穴俘获形成负离子，形成不可移动的空间电荷层(称为耗尽层和受主离子层)。UGS越大，硅表层被电场排斥的空穴越多，耗尽层越宽，UGS越大，电场越强。当UGS增大到一定的栅源电压值VT(称为临界电压或导通电压)时，电场会吸引半导体表层中的少数载流子——排斥多数载流子后的电子——空穴，形成耗尽层，然后在表层形成电子的积累，从而在原本以空穴为主的P型半导体表面形成N型薄层。因为P型衬底的导电类型相反，所以称为反型层。反型层下面是由负离子组成的耗尽层。该N型电子层将原本被PN结高阻层隔开的源区和漏区连接起来，形成导电沟道。主要参数：Idss—-饱和漏源电流。指结型或耗尽型绝缘栅FET中栅极电压UGS=0时的漏源电流。Up—夹断电压。指漏源刚被切断时，结型或耗尽型绝缘栅场效应晶体管的栅极电压。Ut—开启电压。指的是漏极和源极刚导通时增强型绝缘栅场效应晶体管的栅极电压。GM—跨导。它代表栅源电压UGS对漏电流ID的控制能力，即漏电流ID的变化量与栅源电压UGS的变化量之比。GM是衡量场效应管放大能力的一个重要参数。BVDS—漏源击穿电压。指栅源电压UGS不变时，FET所能承受的最大漏源电压。这是一个极限参数，施加于FET的工作电压必须小于BVDS。PDSM——最大耗散功率。是一个极限参数，是指FET性能不恶化时允许的最大漏源耗散功率。在使用时，FET的实际功耗应小于PDSM，并留有一定的余量。IDSM——最大漏源电流。是一个极限参数，指FET正常工作时，漏极和源极之间允许的最大电流。场效应晶体管的工作电流不应超过IDSM。

绝缘栅场效应管

所谓绝缘栅，就是这种晶体管的栅极和受控沟道之间隔着一层二氧化硅，输入阻抗极高，几乎绝缘。与结型场效应晶体管相比，输入阻抗更高，更能体现压控器件的优势。从应用上看，结型场效应晶体管多用于前置放大器、恒流源等小信号、小电流的场合。而绝缘栅场效应晶体管多用于大功率大电流驱动场合。目前广泛应用于工业控制、电力电子等领域。

绝缘栅型场效应管原理

绝缘场效应晶体管有很多种，包括PMOS、NMOS和VMOS功率晶体管，但目前使用最广泛的是MOS晶体管。绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)，即金属氧化物半导体场效应晶体管，通常用MOS表示，简称MOS晶体管。它比结型场效应晶体管具有更高的输入阻抗(高达1012以上)，其制造工艺相对简单、灵活、使用方便，非常有利于高集成度。工作原理：图2中，衬底是P型半导体，上面有SiO2薄膜和金属铝层。如果在金属铝层和半导体之间施加电压UGS，将在金属铝层和半导体之间产生垂直于半导体表面的电场。在该电场的作用下，P型硅表面上的多数载流子-空穴将被排斥，导致硅晶片表面上缺少载流子的薄层。同时，在电场的作用下，P型半导体中的少数载流子——电子被吸引到半导体表面，被空穴俘获形成负离子，形成不可移动的空间电荷层(称为耗尽层和受主离子层)。UGS越大，硅表层被电场排斥的空穴越多，耗尽层越宽，UGS越大，电场越强。当UGS增大到一定的栅源电压值VT(称为临界电压或导通电压)时，电场会吸引半导体表层中的少数载流子——排斥多数载流子后的电子——空穴，形成耗尽层，然后在表层形成电子的积累，从而在原本以空穴为主的P型半导体表面形成N型薄层。因为P型衬底的导电类型相反，所以称为反型层。反型层下面是由负离子组成的耗尽层。该N型电子层将原本被PN结高阻层隔开的源区和漏区连接起来，形成导电沟道。主要参数：Idss—-饱和漏源电流。指结型或耗尽型绝缘栅FET中栅极电压UGS=0时的漏源电流。Up—夹断电压。指漏源刚被切断时，结型或耗尽型绝缘栅场效应晶体管的栅极电压。Ut—开启电压。指的是漏极和源极刚导通时增强型绝缘栅场效应晶体管的栅极电压。GM—跨导。它代表栅源电压UGS对漏电流ID的控制能力，即漏电流ID的变化量与栅源电压UGS的变化量之比。GM是衡量场效应管放大能力的一个重要参数。BVDS—漏源击穿电压。指栅源电压UGS不变时，FET所能承受的最大漏源电压。这是一个极限参数，添加到FET中。

的工作电压必须小于BVDS.PDSM—最大耗散功率。是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。IDSM—最大漏源电流。是一项极限参数，是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM。