一、MOS場效應(yīng)晶體管導(dǎo)電機構(gòu)及原理

MOS場效應(yīng)晶體管(簡稱MOS管)是一種新型的半導(dǎo)體器件，圖1是N溝導(dǎo)MOS管芯結(jié)構(gòu)原理圖，即在P型硅基片上有兩個 N+擴散區(qū)，其中一個稱源，用S表示，另一個稱漏，用D表示，在D和S間的硅片上覆蓋了較薄的8iO。絕緣層和金屬層，并引出一電極，稱柵，用G表示。應(yīng)用中 D接正，8接地，G用正電源控制。它的導(dǎo)電原理如下：

當MO8管接上電源后，若Va=0，則8和D被原有硅P型層隔開，MOS管電流I09=0，管子不導(dǎo)通。當Va>0時，根據(jù)半導(dǎo)體物理原理知道，在P型層與802的界面處會感生出相反的電荷層即電子電荷層，通常又稱反型層，成了N導(dǎo)電溝導(dǎo)，使8與D相通，形成電流,Ios>0。當Vaa 一定時，加大Vp,Ips先是線性增加，然后緩慢達到飽和。不同的Va對應(yīng)著不同的曲線，即有不同的線性段和飽和段，如圖2所示。

MOS場效應(yīng)晶體管作為開關(guān)運用時，接通時管子工作在飽和區(qū)，為了獲得所需要的Ips，必須有足夠大的Va值(要大于MOB管的閾值電壓Vr)才行，作為功率開關(guān)輸出尤其需注意這一.點。IDs與Va、Vr關(guān)·系為

Iog={(Va-Vr)2

(1)式中 K為常數(shù);Vs為閾值電壓，對增強型 MOB 管，V->0。由圖3所示，K即為曲線的斜率。

由上述分析可知，MOS管導(dǎo)電狀態(tài)依賴于Va電壓而定，然而柵與硅基片又是絕緣的，故實際上MOS管的導(dǎo)電狀態(tài)依賴于控制柵區(qū)電場大小而定，這與普通晶體管由基極電流來控制截然不同，這是兩者重要區(qū)別之一。

以上是以P型硅基片構(gòu)成N溝導(dǎo)MOS管的簡單原理。同樣，如以型硅基片構(gòu)成的 MOS管就應(yīng)是P溝導(dǎo)，且應(yīng)用中這種MO8管的VD為負，S接地,而Vo用負電壓控制。

早期的MOS管功率都較小，且電壓也不高，壓降也較大，這是由于器件是平面型結(jié)構(gòu)所致。近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和電力電子工業(yè)生產(chǎn)的迫切需要，出現(xiàn)了一種采用垂直結(jié)構(gòu)的隱柵型MOS器件，通常用VDMOS 符號表示。這種器件可有較小的導(dǎo)通壓降，較高的耐壓及較大的導(dǎo)通電流。由于其功率較大，所以常又稱為功率MOSFET器件或POWEB MOSFET 器件。

審核編輯：湯梓紅