电子元器件与电路之-MOS管的介绍和作用

一、基本概念

        MOS 管，或MOSFET，全称是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）。和三极管利用电流控制电流不同，它是一种利用电场效应来控制电流的半导体器件。和三级管一样，它主要有三个电极，分别是栅极（G）、源极（S）和漏极（D）。其工作原理基于半导体表面的电场效应，当在栅极施加合适的电压时，会在半导体沟道中形成或改变导电通道，从而控制源极和漏极之间的电流大小。

二、 结型场效应管和绝缘栅型场效应管     

        要了解MOS管首先要了解什么是场效应管。场效应晶体管的基本构造普遍包含三个部分，即源极、漏极和栅极。按结构可以分为：结型场效应管（在这里只简单介绍）、绝缘栅型场效应管（MOS管）。

        注意：关于P型半导体和N型半导体可以参考 ：电子元器件与电路之-二极管的介绍和作用 ，里面有对PN结的详细解释。

        结型场效应管：Junction Field-Effect Transistor，简称 JFET，在 N 型硅基片两侧各作一个高浓度的 P 型区，形成两个 PN 结并联在一起，引出电极称为栅极 G，两端引出两条极线，分别为源极 S 和漏极 D，中间部分称为 N 沟道 ，是导电沟道，耗尽层为N型半导体的称为N沟道 。

        N 沟道 JFET：电子是主要的载流子，当栅极电压为负时（相对于源极），栅极下方的 N 型半导体区域会形成耗尽层，从而减少沟道的宽度和导电性，进而控制漏极和源极之间的电流。随着栅极负电压的增大，耗尽层变宽，沟道电阻增大，漏极电流减小；反之，栅极负电压减小时，耗尽层变窄，沟道电阻减小，漏极电流增大。

        

      同理，若在 P 型硅基片两侧各作一个高浓度的 N 型区，则形成 P 沟道结型场效应管，耗尽层为P型半导体的称为P沟道。

        P 沟道 JFET：空穴是主要的载流子，栅极电压为正时才会形成耗尽层并控制电流。当栅极正电压增大时，耗尽层变宽，沟道电阻增大，漏极电流减小；栅极正电压减小时，耗尽层变窄，沟道电阻减小，漏极电流增大。

         绝缘栅型场效应管：（Insulated Gate Field Effect Transistor），通常简称 MOSFET，因为这种结构的场效应管使用最广泛，日常所说的场效应管一般是指这种，即MOS管。

绝缘栅型场效应管有两种结构形式分别是：N沟道型MOS场效应管和P沟道型MOS场效应管。这和上面介绍的结型场效应管类似。同时每种类型又分为：增强型和耗尽型两种。 在实际应用中，以 增强型NMOS 和 增强型PMOS 为主。所以通常提到NMOS和PMOS指的就是这两种。

增强型管：栅极-源极电压 Vgs 为零时漏极电流也为零。这种类型使用最简单，符合人们习惯，因此日常使用以这种为主。
耗尽型管：栅极-源极电压 Vgs 为零时漏极电流不为零。

下面以N沟道型MOS管来说明MOS管的结构和原理：

1.N沟道增强型MOS管

        基本结构：N沟道增强型MOS管是以一块掺杂浓度较低的P型硅材料作为衬底，在它的表面两端分别制成两