场效应管的类型
标准电压下的耗尽型场效应管。从左到右依次依次为:结型场效应管,多晶硅金属—氧化物—半导体场效应管,双栅极金属—氧化物—半导体场效应管,金属栅极金属—氧化物—半导体场效应管,金属半导体场效应管。 耗尽层 , 电子 , 空穴 ,金属,绝缘体. 上方:源极,下方:漏极,左方:栅极,右方:主体。电压导致沟道形成的细节没有画出
掺杂FET(解释如下)的沟道用来制造N型半导体或P型半导体。在耗尽模式的FET下,漏和源可能被掺杂成不同类型至沟道。或者在提高模式下的FET,它们可能被掺杂成相似类型。场效应晶体管根据绝缘沟道和栅的不同方法而区分。FET的类型有:
DEPFET(Depleted FET)是一种在完全耗尽基底上制造,同时用为一个感应器、放大器和记忆极的FET。它可以用作图像(光子)感应器。
DGMOFET(Dual-gate MOSFET)是一种有两个栅极的MOSFET。
DNAFET是一种用作生物感应器的特殊FET,它通过用单链DNA分子制成的栅极去检测相配的DNA链。
FREDFET(Fast Recovery Epitaxial Diode FET)是一种用于提供非常快的重启(关闭)体二极管的特殊FET。
HEMT(高电子迁移率晶体管,High Electron Mobility Transistor),也被称为HFET(异质结场效应晶体管,heterostructure FET),是运用带隙工程在三重半导体例如AlGaAs中制造的。完全耗尽宽带隙造成了栅极和体之间的绝缘。
IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor)是一种用于电力控制的器件。它和类双极主导电沟道的MOSFET的结构类似。它们一般用于漏源电压范围在200-3000伏的运行。功率MOSFET仍然被选择为漏源电压在1到200伏时的器件.
ISFET是离子敏感的场效应晶体管(Ion-Sensitive Field Effect Transistor),它用来测量溶液中的离子浓度。当离子浓度(例如pH值)改变,通过晶体管的电流将相应的改变。
JFET用相反偏置的p-n结去分开栅极和体。
MESFET(Metal-Semiconductor FET)用一个肖特基势垒替代了JFET的PN结;它用于GaAs和其它的三五族半导体材料。
MODFET(Modulation-Doped FET)用了一个由筛选过的活跃区掺杂组成的量子阱结构。
MOSFET用一个绝缘体(通常是二氧化硅)于栅和体之间。
NOMFET是纳米粒子有机记忆场效应晶体管(Nanoparticle Organic Memory FET)。
OFET是有机场效应晶体管(Organic FET),它在它的沟道中用有机半导体。
一、两者的构造不同:
1、JFET的构造:JFET是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区,并将它们连接在一起,所引出的电极称为栅极g,N型半导体两端分别引出两个电极,分别称为漏极d,源极s。结型场效应晶体管是一种具有放大功能的三端有源器件,是单极场效应管中最简单的一种,它可以分N沟道或者P沟道两种。
2、MOSFET的构造:用一块P型硅半导体材料作衬底,在其面上扩散了两个N型区,再在上面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔;
用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极:G(栅极)、S(源极)及D(漏极)。中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的,D与S之间有两个PN结。一般情况下,衬底与源极在内部连接在一起,这样,相当于D与S之间有一个PN结。
二、两者的原理不同:
1、JFET的原理:其工作原理就是通过电压改变沟道的导电性来实现对输出电流的控制。
2、MOSFET的原理:当一个够大的电位差施于MOSFET的栅极与源极之间时,电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷,而这时所谓的“反型层”就会形成。
通道的极性与其漏极与源极相同,假设漏极和源极是N型,那么通道也会是N型。通道形成后,MOSFET即可让电流通过,而依据施于栅极的电压值不同,可由MOSFET的通道流过的电流大小亦会受其控制而改变。
三、两者的特点不同:
1、JFET的特点:对于耗尽型的JFET,在平衡时(不加电压)时,沟道电阻最小;电压Vds和Vgs都可改变栅p-n结势垒的宽度,并因此改变沟道的长度和厚度(栅极电压使沟道厚度均匀变化,源漏电压使沟道厚度不均匀变化),使沟道电阻变化,从而导致Ids变化,以实现对输入信号的放大。
2、MOSFET的特点:输入端是反偏的p-n结, 则输入阻抗大, 便于匹配。输出阻抗也很大, 呈现为恒流源,这与BJT大致相同。
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