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  • 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理
    • 發(fā)布時(shí)間:2021-03-17 17:33:37
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    結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理
    1.結(jié)構(gòu) 
    下圖中示出了N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖以及它在電路中的符號(hào)。
    結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管
    在一塊N型硅棒的兩側(cè),利用合金法、擴(kuò)散法與其他工藝做成摻雜程度比較高的P型區(qū)(用符號(hào)P+表示),則在P+型區(qū)和N型區(qū)的交界處將形成一個(gè)PN結(jié),或稱(chēng)耗盡層。將兩側(cè)的P+型區(qū)連接在一起,引出一個(gè)電極,稱(chēng)為柵極(G),再在N型硅棒的一端引出源極(S),另一端引出漏極(D),見(jiàn)圖(a)。如果在漏極和源極之間加上一個(gè)正向電壓,即漏極接電源正端,源極接電源負(fù)端,則因?yàn)镹型半導(dǎo)體中存在多數(shù)載流子電子,因而可以導(dǎo)電。這種場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道是N型的,所以稱(chēng)為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,其電路符合見(jiàn)圖(b)。注意電路符號(hào)中,柵極上的箭頭指向內(nèi)部,即由P+區(qū)指向N區(qū)。
    2. 工作原理
    從結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)已經(jīng)看出,在柵極和導(dǎo)電溝道之間存在一個(gè)PN結(jié)。假設(shè)在柵極和源極之間加上反向電壓UGS,使PN結(jié)反向偏置,則可以通過(guò)改變UGS的大小來(lái)改變耗盡層的寬度。例如,當(dāng)反向電壓的值|UGS|變大時(shí),耗盡層將變寬,于是導(dǎo)電溝道的寬度相應(yīng)地減小,使溝道本身的電阻值增大,于是,漏極電流ID將減少。所以,通過(guò)改變UGS的大小,即可控制漏極電流ID的值。
    由于導(dǎo)電溝道的半導(dǎo)體材料(例如N區(qū))摻雜程度相對(duì)比較低,而柵極一邊(例如P+區(qū))的摻雜程度很高,因此當(dāng)反向偏置電壓值升高時(shí),耗盡層總的寬度將隨之增大。但交界面兩側(cè)耗盡層的寬度并不相等。因此,摻雜程度低的N型導(dǎo)電溝道中耗盡層的寬度比高摻雜的P+區(qū)柵極一側(cè)耗盡層的寬度大得多。可以認(rèn)為,當(dāng)反向偏置電壓增大時(shí),耗盡層主要向著導(dǎo)電溝道一側(cè)展寬。
    改變柵極和源極之間的電壓UGS,即可控制漏極電流ID。這種器件利用柵極和源極這宰的電壓UGS平改變PN結(jié)中的電場(chǎng),然后控制漏極電流ID,故稱(chēng)為場(chǎng)效應(yīng)管。對(duì)于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō),總是在柵極和源極之間加一個(gè)反抽偏置電壓,使PN結(jié)反向偏置,此時(shí)可以認(rèn)為柵極基本上不取電流,因此,場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻很高。
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