場(chǎng)效應(yīng)管在放大電路和開關(guān)電路中應(yīng)用廣泛，再加上場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的絕緣柵型屬于平面工藝制作，所以在集成電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的晶體管基本上是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。所以本文將分享場(chǎng)效應(yīng)晶體管的分類及特點(diǎn)。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和絕緣柵型長效億晶體管，卷圓柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管最常見的是以SiO作為絕緣層，所以也叫作金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡稱MOS管，同時(shí)按照電流通道的不同，分為N溝道和P溝道。由于形成溝道的機(jī)制不一樣而分為增強(qiáng)型MOS管和耗盡型MOS管。
1、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)
絕緣柵（IG）型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)，如圖所示，該結(jié)構(gòu)有三個(gè)腳:源(Source)、漏（Drain)、柵（Gate)。該結(jié)構(gòu)為增強(qiáng)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)i MOS 晶體管，其中溝道長度為L(一般單位為um)，寬度為W(單位也為um)。該結(jié)構(gòu)是在一塊摻雜濃度較低的Р型硅片上,利用擴(kuò)散方法制成二個(gè)高摻雜濃度的N型半導(dǎo)體區(qū)，在二個(gè)N區(qū)引出二個(gè)電極，分別為源極（S極）和漏極（D極)。在漏源之間的襯底表面覆蓋一層二氧化硅(Si0）作為絕緣層，并在絕緣層上沉積上一層金屬層，再在金屬層上引出電極作為柵極(G極)，由于Si0。絕緣，所以柵極和源漏之間相互絕緣，是靠電場(chǎng)作用。襯底有一個(gè)電極(B，Base )。
①增強(qiáng)型
增強(qiáng)型（Enhancement-type) MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)如圖所示，這里表示的是增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，在漏極(D）和源極(S)之間，沒有N溝道連接。它是依靠在柵極（G）加上正電位，由于上層的金屬與半導(dǎo)體之間相隔絕緣的氧化物(Si0z)，所以在Si02下面產(chǎn)生電場(chǎng)，P型材料里的少子(電子)在電場(chǎng)的作用下被吸引到P型材料與氧化層的接面上，由于這個(gè)接面聚集大量電子形成反型層(N型)，所以在二個(gè)N*區(qū)之間就形成一個(gè)N型的長長溝道，把二個(gè)N'區(qū)連接起來，所以當(dāng)柵極不加電位時(shí)，漏極和源極之間即使加上電壓差，漏、源之間也沒有電流，通過控制柵極電位，控制溝道寬度，從而控制漏極和源極之間的電流。強(qiáng)型Р溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的原理也一樣。
②耗盡型
耗盡型（Depletion-type)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)如圖所示，這里表示的是耗盡型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖可以看出，它是在二氧化硅的氧化層下面預(yù)先擴(kuò)散一層N型材料，這樣在漏極(D）和源極(S）的二個(gè)N區(qū)域之間有一個(gè)N型的溝道，所以與增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管不同，在柵極沒有外加電壓時(shí)，漏極和源極之間只要加上電壓，漏極和源極之間就會(huì)有電流流過，當(dāng)然同樣可以通過控制柵極電壓，控制溝道的寬度。
2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)
以N溝道為例，N溝道的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)如圖所示，它是在N型半導(dǎo)體材料的兩側(cè)擴(kuò)散進(jìn)重?fù)诫s的P*區(qū)，把兩個(gè)P*區(qū)連接在一起并接上電極，作為柵極（G)，在半導(dǎo)體材料的上下兩端引出電極分別為漏極（D)和源極(S)，在P*區(qū)和N區(qū)之間形成兩個(gè)PN結(jié)，在兩PN結(jié)的中間是電子流通的通道，稱為導(dǎo)電溝道。因?yàn)殡娮恿魍ǖ耐ǖ罏镹溝道，所以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
聯(lián)系客服
