场效应晶体管是近几十年来新发展起来的半导体器件。早在三十年代就有人从事这方面的研究,提出过一些设想,但由于当时半导体生产工艺还不够成熟,所以一直到1960年以后,才得到极其迅速的发展和广泛应用。它也是有三个引出电极的晶体管,但它的工作原理与普通晶体管不同,普通晶体管是电流控制器件,即在一定条件下,集电极电流Ic受控于基极电流Ib,而场效应管是电压控制器件,管子电流受控于栅极电压。和普通晶体管相比较,场效应晶体管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小等特点,因此被广泛地应用于数字电路、通信设备和仪器仪表等方面。场效应晶体管的种类很多,普通常用的有结型场效应管和绝缘栅场效应管两种,绝缘栅场效应管又称为金属———氧化物———半导体场效应管,或简称MOS场效应管。近几年,随着固态中波广播发射机的投入使用。场效应晶体管成为该发射机中的主要电子元器件。为更好的理解掌握该元器件的结构、工作原理、特性及使用注意事项。下面就绝缘栅场效应管谈谈个人的理解。
吧 在讲述绝缘栅场效应晶体管的工作原理之前,先来谈谈什么是半导体的表面场效应。当我们在垂直于半导体表面的方向加一电场,则半导体表面将发生载流子(电子或空穴)的重新分布,因而半导体表面的导电能力也就改变了,这就是半导体的表面场效应。这个道理也很简单,因为半导体中的载流子都是带电的,P型半导体的多数载流子是空穴,带正电;N型半导体的多数载流子是电子,带负电。电子和空穴在表面电场的作用下都会发生运动。电子向着电场相反的方向移动,而空穴则向着电场的方向移动。例如在一块N型半导体和一块金属板上加一电压E将产生一个由半导体指向金属板的电场,如图1(a)所示,则在N型半导体中的电子受到电场的排斥力,电子被推向下,这块半导体上部表面的导电能力变得比原来小。而对如图1(b)所示的电场方向,则电子被吸引到上表面,使得半导体上表面薄层的导电能力变大。这就给我们一个启示,如果我们在这块半导体的两端制作两个电极,再接上负载电阻R和电源,如图2所示,只要我们改变电压e,也就是改变半导体和金属板上电场的大小,半导体的表面导电能力就改变了,使得流过负载R上的电流也随着变化,这就成为一个电压控制元件。如果输入电压e变化一个小量,负载R上产生一个变化较大的电压,这就有了放大作用。这就是绝缘栅场效应管的最初设想。