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单极型晶体管的工作原理和特点

2020-6-24 16:00:16  431 晶体管 单极型
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  单极型晶体管也称场效应管,简称FET(FieldEffectTransistor)。它是一种电压控制型器件,由输入电压产生的电场效应来控制输出电流的大小。它工作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电,故称为单极型晶体管。
  单极型晶体管的工作原理
  以N沟道增强型MOS场效应管为例说明其工作原理。N沟道增强型mos管的结构模型如图1所示,它由两个背靠背的PN结组成。
   1.jpg
  图2是实际结构示意图,它以低掺杂P型硅片为衬底,用扩散工艺在上面形成两个高掺杂的N+小区,并分别用引线引出,一个作为源极S,另一个作为漏极d。在硅片表面用生长法制造了一层二氧化硅绝缘薄膜,厚度不到0.1μm,而绝缘电阻却高达1012~1015Ω量级。通常盖在S和d之间的二氧化硅薄层上,形成栅极g。
   2.jpg
  N沟道增强型MOS管的电路符号如图3所示。箭头方向表示P衬底指向N沟道,三根短线分别代表源s、漏d和衬底b。同时也表示在开路状态下,d、s之间是不通的,因为中间仅有两个背靠背的PN结,没有导电通道。
   3.jpg
  MOS管的衬底b和源极S通常是接在一起的。若将源、漏极短路,在栅、源之间加正电压υGS,如图4所示,则在栅极和P衬底之间的SiO2中产生指向P衬底的电场。该电场排斥P衬底中的多数载流子空穴,在栅极覆盖的SiO2,绝缘薄层下面形成耗尽层。当栅源电压超过某一电压值VT时,P衬底中的少数载流子在强大电场作用下就会聚集到栅极下面,形成N型薄层,因其类型与衬底类型相反,故称为反型层。反型层与源、漏极的N+区搭接,则形成一个可导电的N型感生沟道。控制栅源电压VGS,可控制导电沟道的宽度,改变漏源问的电阻。阈值电压VT称为增强型MOS管的开启电压。
   4.jpg
  单极型晶体管特点
  输入电阻高,可达107~1015Ω,绝缘栅型场效应管(IGFET)可高达1015Ω。
  噪声低,热稳定性好,工艺简单,易集成,器件特性便于控制,功耗小,体积小,成本低。
  单极型晶体管分类
  根据材料的不同可分为结型场效应管JFET(JunctionFieldEffectTransistor)和绝缘栅型场效应管IGFET(InsulatedGateFET)。

王栋春 2020-6-24 22:15:28
早前用来触发晶闸管 现在越来越少用了
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