绝缘栅型场效应管原理 场效应管的工作原理是什么?

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绝缘栅场效应管的种类较多,有PMOS、NMOS和VMOS功率管等,但目前应用最多的是MOS管。MOS绝缘栅场效应管也即金属一氧化物一半导体场效应管,通常用MOS表示,简称作MOS管。它具有比结型场效应管更高的输入阻抗(可达1012Ω以上),并且制造工艺比较简单,使用灵活方便,非常有利于高度集成化。

工作原理:

图2中衬底为P型半导体,在它的上面是一层SiO2薄膜、在SiO2薄膜上盖一层金属铝,如果在金属铝层和半导体之间加电压UGS,则金属铝与半导体之间产生一个垂直于半导体表面的电场,在这一电场作用下,P型硅表面的多数载流子-空穴受到排斥,使硅片表面产生一层缺乏载流子的薄层。同时在电场作用下,P型半导体中的少数载流子-电子被吸引到半导体的表面,并被空穴所俘获而形成负离子,组成不可移动的空间电荷层(称耗尽层又叫受主离子层)。UGS愈大,电场排斥硅表面层中的空穴愈多,则耗尽层愈宽,且UGS愈大,电场愈强;当UGS 增大到某一栅源电压值VT(叫临界电压或开启电压)时,则电场在排斥半导体表面层的多数载流子-空穴形成耗尽层之后,就会吸引少数载流子-电子,继而在表面层内形成电子的积累,从而使原来为空穴占多数的P型半导体表面形成了N型薄层。由于与P型衬底的导电类型相反,故称为反型层。在反型层下才是负离子组成的耗尽层。这一N型电子层,把原来被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。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流。

Up—夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。

Ut—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。

gM—跨导。是表示栅源电压UGS—对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。

BVDS—漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上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。



只能说这个问题不应该问出来。电场是可以穿越任何介质的,而跟绝缘体还是导体无关。除非该处有电场屏蔽,譬如说一个铁盒子的内部或者铁丝笼的内部。譬如说,很多电容的两极之间就是绝缘体。譬如说你在两块平行的铁板上分别施加不同的电压,那两个铁板之间的空间(空气或真空都是绝缘体)就会有电场存在。你是把电场电流搞混了,不能通过绝缘体的是电流,而跟电场没有关系。



当栅源之间的电压UCs =0时,不论漏源极之间加什么电压,由于存在“背对背”连接的二极管,因此这时总有一个PN结处于反偏,所以漏极电流,D—0,即处于截止状态。当UCs >0时,同时衬底与源极短接,则在栅极金属板与半导体之间的绝缘层产生一个垂直电场,这个电场将吸引衬底和两个N+区的电子越大,吸引的自由电子越多,表面层空穴数越少,当UCs超过某一临界值坼(称为开启电压),将最终使表面从层的电子数多于空穴数,使衬底表面由原来的P型转为N+型,且与两个区连通,形成漏区和源区间的导电沟道(N沟道)。此时,如果在漏极和源极之间加正向电压( UDS >0),就会有电流经沟道到达源极,形成漏极电流,D。MOS管处于导通状态时,UCs越大,导电沟道越宽,沟道电阻越小D越大,这就是增强型MOSFET Ucs控制。的基本原理。



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