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    高效保養(yǎng)指南:第191期機(jī)電工程設(shè)備維護(hù)與N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管介紹

    作者:佚名|分類(lèi):百科常識(shí)|瀏覽:84|發(fā)布時(shí)間:2024-12-22

    介紹一種特殊的場(chǎng)效應(yīng)晶體管:N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。本文將詳細(xì)解釋其結(jié)構(gòu)和工作原理。

    圖1展示了這種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它由一塊摻雜濃度較低的P型硅片構(gòu)成,這塊硅片被稱(chēng)為襯底。在這塊襯底的表面,有兩個(gè)高摻雜濃度的N+區(qū)被擴(kuò)散形成,并且在其表面覆蓋了一層薄薄的二氧化硅絕緣層。在這層絕緣層的表面上,以及兩個(gè)N+區(qū)的表面,分別放置了三個(gè)電極:柵極G、源極S和漏極D。

    從圖中可以看出,柵極與其它各電極及硅片之間是絕緣的,因此這種晶體管被稱(chēng)為“絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管”或金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管,簡(jiǎn)稱(chēng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管或MOS晶體管。由于柵極是絕緣的,柵極電流幾乎為零,柵源電阻(輸入電阻)Rgs非常高,可達(dá)104歐姆,比結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵源電阻高出許多。

    在圖中的N+型漏區(qū)和N+型源區(qū)之間,被P型襯底隔開(kāi),使得漏極和源極之間像是兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)沒(méi)有施加電壓時(shí),不管是在漏極和源極之間加上什么極性的電壓,總有一個(gè)PN結(jié)是反向偏置的,其電阻很大,因此不會(huì)產(chǎn)生漏極電流Id,即沒(méi)有原始導(dǎo)通溝道。

    如果在柵極和源極之間施加正向電壓Vgs,情況就會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)Vgs作用時(shí),會(huì)在襯底表面產(chǎn)生一個(gè)垂直的電場(chǎng)。由于二氧化硅絕緣層很薄,即使是很小的Vgs(只有幾伏),也能產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度(可達(dá)105~106伏/厘米)。在這種強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,P型硅襯底中的電子被吸引到表面層,填補(bǔ)空穴形成耗盡層。如果繼續(xù)增加Vgs的值,表面層的電子數(shù)量更多,將會(huì)在表面形成一個(gè)N型的層,這個(gè)層被稱(chēng)為“反型層”。它就是連接源區(qū)和漏區(qū)的N型導(dǎo)電溝道。當(dāng)Vgs越正時(shí),導(dǎo)通溝道就越厚。一旦形成了導(dǎo)電溝道,在漏極電源Ed的作用下,就會(huì)產(chǎn)生漏極電流Id,使得晶體管導(dǎo)通。

    通過(guò)這種結(jié)構(gòu)和工作原理,N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管能夠在微小的電壓變化下實(shí)現(xiàn)高效的電流控制,是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的組件之一。

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    (責(zé)任編輯:佚名)

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