单极型晶体管的工作原理和特点

　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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）。