增强型MOS管结构及原理
增强型MOS管结构及原理

MOS管部分（ Metal oxide Semiconductor Field Effection Transistor )

MOS-FET 从本质上看来也属于“多子”器件，但从控制机理上说来它又不同于 J-FET 。 MOS-FET 的栅极与管子其它部分绝缘，靠栅源极间电 场来控制载流子的运动。

1 . 4 . 2 . 1 增强型 MOSFET 的器件结构和原理

下面仍然以 N 沟道型 MOSFET 来说明：



如图 1 . 22 所示， MOS-FET 是以一块搀杂浓度比较低的 P 型硅片作为衬底，并使用扩散工艺制作两个高搀杂浓度的 N 型半导体区域，在这两个区域上引出两个欧姆接触电极，分别称为源极 S 、漏极 D 。在 S 、 D 之间的衬底表面覆盖一层二氧化硅绝缘层，在此绝缘层上面沉积出金属铝层并引出电极，称为栅极 G 。因二氧化硅是绝缘体，所以栅极和其它各电极之间是相互绝缘的。故称这种 FET 为绝缘栅型场效应管。在最底层的金属衬底上引出另外一个电极 B ，称为背面栅极极，它主要用于在集成 IC 中生成隔离岛。

MOS-FET 也是电压控制型晶体管，栅极虽然与其它部分绝缘，但可以通过电场来影响载流子的运行，请看图 1 . 23 :



若 UgS 等于零，则 MOS-FET 等效为一个共阳极二极管， B 是公共阳极， S 、 D 分别为两个阴极。不论 S 、 D 两极间加那种极性的电压.都不会有导通电流产生，这时可以认为此 Mos-FET 是截止的。当将背栅 B 与源极短接，同时给 G 、 s 之间加上正电压时， Ugs 就被施加到衬底与栅极之间，那么就会产生一个与 P ＋衬底表面垂直的电场。当 Ugs 超过某一临界值之后，垂直电场强度达到一定值，较多的电子就会被吸引到 P 型硅的表面，在两个 N 十岛间形成导电的 N 沟道。这样 s 、 D 、 N 沟道形成一体，它们仅仅与下面的 P 十型硅形成 PN 结。

当漏极、源极之间施加正向电压时，此 PN 结反向截止。所以漏区、源区、 N 沟道区下面存在一层耗尽区，把它们与背栅衬底隔离开。此时，若在漏极、源极之间加上正向电压，就会有不经过衬底的电流由源区经 N 沟道到达漏区，形成漏极电流 Id 。习惯上将刚刚开始出现 N 沟道 时的 Ugs 称为开启电压，用 Ut 表示。