場效應(yīng)管由于它只靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,又稱單極型晶體管。FET 英文為Field Effect Transistor,簡寫成FET。場效應(yīng)管分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS管)兩大類。按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導(dǎo)電方式:耗盡型與增強型,結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強型的。場效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)晶體管,而MOS場效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。場效應(yīng)管的工作原理是利用電荷的寄主控制電流流動,具有與電阻不同的工作方式。銅陵單極型場效應(yīng)管
場效應(yīng)管由源極(Source)、漏極(Drain)和柵極(Gate)三個主要部分組成。在JFET中,柵極和通道之間通過PN結(jié)隔離;而在MOSFET中,柵極和通道之間由一層絕緣材料(通常是二氧化硅)隔離。當在柵極施加適當?shù)碾妷簳r,會在柵極下方的半導(dǎo)體中形成一個導(dǎo)電溝道,從而控制漏極和源極之間的電流流動。主要參數(shù)閾值電壓(Vth):使場效應(yīng)管開始導(dǎo)電的較小柵極電壓。閾值電壓是場效應(yīng)管從截止區(qū)(Cutoff Region)過渡到飽和區(qū)(Saturation Region)的臨界電壓。當柵極-源極電壓(VGS)低于Vth時,場效應(yīng)管處于關(guān)閉狀態(tài),通道不導(dǎo)電;當VGS超過Vth時,通道形成,電流開始流動。金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管市場價格MOSFET是最常見的場效應(yīng)管,其優(yōu)勢在于高輸入電阻和低功耗。
mos管,mos管是金屬(metal)-氧化物(oxide)-半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬-絕緣體(insulator)-半導(dǎo)體,MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能,這樣的器件被認為是對稱的。MOS電容的特性能被用來形成MOS管,Gate,電介質(zhì)和backgate保持原樣。在GATE的兩邊是兩個額外的選擇性摻雜的區(qū)域。其中一個稱為source,另一個稱為drain,假設(shè)source 和backgate都接地,drain接正電壓,只要GATE對BACKGATE的電壓仍舊小于閾值電壓,就不會形成channel。
單極型場效應(yīng)管在生物醫(yī)學(xué)檢測中的應(yīng)用:生物醫(yī)學(xué)檢測對信號檢測精度的要求極高,單極型場效應(yīng)管在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在生物傳感器領(lǐng)域,例如檢測血糖的傳感器,當血液中的葡萄糖分子與傳感器表面的特定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時,會產(chǎn)生微弱的電信號。單極型場效應(yīng)管憑借其高輸入阻抗的特性,能夠?qū)⑦@種極其微弱的信號高效放大,且不會因為自身的輸入特性導(dǎo)致信號衰減。在檢測 DNA 等生物分子的傳感器中,同樣如此,它能夠保證檢測結(jié)果的準確性。在可穿戴式醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備中,實時監(jiān)測人體的生理參數(shù),如心率、血壓等,單極型場效應(yīng)管為疾病預(yù)防、診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。醫(yī)生可以根據(jù)這些準確的數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題,制定科學(xué)的治療方案,助力醫(yī)療技術(shù)的進步與人們健康管理水平的提升。場效應(yīng)管的特性可以通過外部電路的調(diào)整來滿足不同的應(yīng)用需求。
本文介紹N溝道增強型MOSFET場效應(yīng)管;(1)結(jié)構(gòu),在一塊摻雜濃度較低的P型硅襯底上,制作兩個高摻雜濃度的N+區(qū),并用金屬鋁引出兩個電極,分別作漏極d和源極s。然后在半導(dǎo)體表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層,在漏——源極間的絕緣層上再裝上一個鋁電極,作為柵極g。襯底上也引出一個電極B,這就構(gòu)成了一個N溝道增強型MOS管。MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數(shù)管子在出廠前已連接好)。它的柵極與其它電極間是絕緣的。場效應(yīng)管還具有低輸出阻抗,可以提供較大的輸出電流。銅陵單極型場效應(yīng)管
MOSFET在數(shù)字電路、功率放大器等領(lǐng)域普遍應(yīng)用。銅陵單極型場效應(yīng)管
場效應(yīng)晶體管。當滿足 MOS 管的導(dǎo)通條件時,MOS 管的 D 極和 S 極會導(dǎo)通,這個時候體二極管是截止狀態(tài)。因為 MOS 管導(dǎo)通內(nèi)阻很小,不足以使寄生二極管導(dǎo)通。MOS管的導(dǎo)通條件:PMOS增強型管:UG-US<0 , 且 |UG-US|>|UGSTH| , UGSTH是開啟電壓;NMOS增強型管:UG-US>0,且 |UG-US|>|UGSTH| ,UGSTH是開啟電壓;PMOS導(dǎo)通是在G和S之間加G負S正電壓。NMOS相反。MOS管工作狀態(tài)。MOSFET 不同于三極管,因為某些型號封裝內(nèi)有并聯(lián)二極管,所以其 D 和 S 極是不能反接的,且 N 管必須由 D 流向 S,P 管必須由 S 流向 D。可以用下表判斷工作狀態(tài):銅陵單極型場效應(yīng)管