圖1 N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)

　　MOS場(chǎng)效應(yīng)三極管分為：增強(qiáng)型（又有N溝道、P溝道之分）及耗盡型（分有N溝道、P溝道）。N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)見(jiàn)圖1。其中：電極 D（Drain） 稱為漏極，相當(dāng)雙極型三極管的集電極；

　　電極 G（Gate） 稱為柵極，相當(dāng)于的基極；
　　電極 S（Source）稱為源極，相當(dāng)于發(fā)射極。

　　1．N溝道增強(qiáng)型MOSFET
　　（1）結(jié)構(gòu)
　　根據(jù)圖1，N溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2 薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號(hào)B表示　　（2）工作原理
　　① 柵源電壓VGS的控制作用
　　當(dāng)VGS＝0 V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在D、S之間加上電壓不會(huì)在D、S間形成電流。
　　當(dāng)柵極加有電壓時(shí)，若0＜VGS＜VGS(th)時(shí)，通過(guò)柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體中的空穴向下方排斥，出現(xiàn)了一薄層負(fù)離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運(yùn)動(dòng)，但數(shù)量有限，不足以形成溝道，將漏極和源極溝通，所以仍然不足以形成漏極電流ID。
　　進(jìn)一步增加VGS，當(dāng)VGS＞VGS(th)時(shí)（ VGS(th) 稱為開(kāi)啟電壓），由于此時(shí)的柵極電壓已經(jīng)比較強(qiáng)，在靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體表層中聚集較多的電子，可以形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。在柵極下方形成的導(dǎo)電溝道中的電子，因與P型半導(dǎo)體的載流子空穴極性相反,故稱為反型層。隨著VGS的繼續(xù)增加,ID將不斷增加。在VGS＝0V時(shí)ID＝0，只有當(dāng)VGS＞VGS(th)后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，這種MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。　　VGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系可用iD＝f(vGS)|VDS＝const這一曲線描述，稱為轉(zhuǎn)移特性曲線，見(jiàn)圖2。
　　轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。 gm 的量綱為mA/V，所以gm也稱為跨導(dǎo)。

圖2 轉(zhuǎn)移特性曲線

　　跨導(dǎo)的定義式如下：
　　　　　gm＝△ID/△VGS|VDS=const (單位mS) （1）
　　②漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的控制作用
　　當(dāng)VGS＞VGS(th)，且固定為某一值時(shí)，來(lái)分析漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的影響。VDS的不同變化對(duì)溝道的影響如圖33所示。根據(jù)此圖可以有如下關(guān)系
　　　　　　　VDS＝VDG＋VGS＝ －VGD＋VGS
　　　　　　　VGD＝VGS－VDS
　　當(dāng)VDS為0或較小時(shí)，相當(dāng)VGD＞VGS(th)，溝道分布如圖3 (a)，此時(shí)VDS 基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。在緊靠漏極處，溝道達(dá)到開(kāi)啟的程度以上，漏源之間有電流通過(guò)。
　　當(dāng)VDS增加到使VGD＝VGS(th)時(shí)，溝道如圖3(b)所示。這相當(dāng)于VDS增加使漏極處溝道縮減到剛剛開(kāi)啟的情況，稱為預(yù)夾斷，此時(shí)的漏極電流ID基本飽和。當(dāng)VDS增加到VGD＜VGS(th)時(shí)，溝道如圖3 (c)所示。此時(shí)預(yù)夾斷區(qū)域加長(zhǎng)，伸向S極。 VDS增加的部分基本降落在隨之加長(zhǎng)的夾斷溝道上， ID基本趨于不變。

圖3 漏源電壓VDS對(duì)溝道的影響

　　當(dāng)VGS＞VGS(th),且固定為某一值時(shí),VDS對(duì)ID的影響, 即iD＝f(VDS)|VGS＝const這一關(guān)系曲線如圖4所示。這一曲線稱為漏極輸出特性曲線。

(a) 輸出特性曲線 　　　　　　　(b)轉(zhuǎn)移特性曲線 圖4 漏極輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線

　　2．N溝道耗盡型MOSFET
　　N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖5（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(dāng)VGS＝0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)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(dāng)VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。VGS＜0時(shí)，隨著VGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID＝0。對(duì)應(yīng)ID＝0的VGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)VGS(off)表示，有時(shí)也用VP表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5（b）所示。

(a) 結(jié)構(gòu)示意圖 　　　　    　(b) 符號(hào)               (c)轉(zhuǎn)移特性曲線 圖5 N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)移特性曲線

　　3．P溝道耗盡型MOSFET
　　P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過(guò)導(dǎo)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。