场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管,是较新型的半导体材料,利用电场效应来控制晶体管的电流,因而得名。它只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分,它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。从场效应管的结构来划分,它有结型场效应管和绝缘栅型场效应管之分。
结型场效应管(1) 结型场效应管结构
N沟道结型场效应管的结构如下图所示,它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结,形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。两个P区即为栅极,N型硅的一端是漏极,另一端是源极。
(2) 结型场效应管工作原理
以N沟道为例说明其工作原理。
当VGS=0时,在漏、源之间加有一定电压时,在漏源间将形成多子的漂移运动,产生漏极电流。当VGS《0时,PN结反偏,形成耗尽层,漏源间的沟道将变窄,ID将减小,VGS继续减小,沟道继续变窄,ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VGS (off)。
(3)结型场效应管特性曲线
结型场效应管的特性曲线有两条,
一是输出特性曲线(ID=f(VDS)| VGS=常量),
二是转移特性曲线(ID=f(VGS)|VDS =常量)。
N沟道结型场效应管的特性曲线如下图所示。