什么是耗盡型MOS晶體管

據導電方式的不同，MOSFET又分增強型、耗盡型。耗盡型是指，當VGS=0時即形成溝道，加上正確的VGS時，能使多數載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉向截止。

耗盡型MOS場效應管，是在制造過程中，預先在S_iO₂絕緣層中摻入大量的正離子，因此，在U_GS=0時，這些正離子產生的電場也能在P型襯底中“感應”出足夠的電子，形成N型導電溝道。

當U_DS>0時，將產生較大的漏極電流ID。如果使U_GS<0，則它將削弱正離子所形成的電場，使N溝道變窄，從而使I_D減小。當U_GS更負，達到某一數值時溝道消失，I_D=0。使I_D=0的U_GS我們也稱為夾斷電壓，仍用U_P表示。U_GSP溝道消失，稱為耗盡型。

N溝道耗盡型MOSFET的結構與增強型MOSFET結構類似，只有一點不同，就是N溝道耗盡型MOSFET在柵極電壓u_GS=0時，溝道已經存在。該N溝道是在制造過程中應用離子注入法預先在襯底的表面，在D、S之間制造的，稱之為初始溝道。N溝道耗盡型MOSFET的結構和符號如圖1.（a）所示，它是在柵極下方的SiO₂絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當V_GS＝0時，這些正離子已經感應出反型層，形成了溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當V_GS＞0時，將使ID進一步增加。V_GS＜0時，隨著V_GS的減小漏極電流逐漸減小，直至I_D＝0。對應I_D＝0的VGS稱為夾斷電壓，用符號V_GS(off)表示，有時也用V_P表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉移特性曲線如圖1.（b）所示。

(a) 結構示意圖 　　　　　　(b) 轉移特性曲線

圖1. N溝道耗盡型MOSFET的結構和轉移特性曲線

由于耗盡型MOSFET在u_GS=0時，漏源之間的溝道已經存在，所以只要加上u_DS,就有i_D流通。如果增加正向柵壓u_GS，柵極與襯底之間的電場將使溝道中感應更多的電子，溝道變厚，溝道的電導增大。

如果在柵極加負電壓（即u_GS＜0＝，就會在相對應的襯底表面感應出正電荷，這些正電荷抵消N溝道中的電子，從而在襯底表面產生一個耗盡層，使溝道變窄，溝道電導減小。當負柵壓增大到某一電壓U_p時，耗盡區擴展到整個溝道，溝道完全被夾斷（耗盡），這時即使u_DS仍存在，也不會產生漏極電流，即i_D=0。UP稱為夾斷電壓或閾值電壓，其值通常在–1V–10V之間N溝道耗盡型MOSFET的輸出特性曲線和轉移特性曲線分別如圖2—60（a）、（b）所示。

在可變電阻區內，i_D與u_DS、u_GS的關系仍為

在恒流區，i_D與u_GS的關系仍滿足式（2—81），即

若考慮u_DS的影響，i_D可近似為

對耗盡型場效應管來說，式（2—84）也可表示為

式中，I_DSS稱為u_GS=0時的飽和漏電流，其值為

P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。