操作原理
MOSFET的核心:金属—氧化层—半导体电容
金属—氧化层—半导体结构MOSFET在结构上以一个金属—氧化层—半导体的电容为核心(如前所述,今日的MOSFET多半以多晶硅取代金属作为其栅极材料),氧化层的材料多半是二氧化硅,其下是作为基极的硅,而其上则是作为栅极的多晶硅。这样子的结构正好等于一个电容器(capacitor),氧化层扮演电容器中介电质(dielectric material)的角色,而电容值由氧化层的厚度与二氧化硅的介电常数(dielectric constant)来决定。栅极多晶硅与基极的硅则成为MOS电容的两个端点。
当一个电压施加在MOS电容的两端时,半导体的电荷分布也会跟著改变。考虑一个P型的半导体(空穴浓度为NA)形成的MOS电容,当一个正的电压VGB施加在栅极与基极端(如图)时,空穴的浓度会减少,电子的浓度会增加。当VGB够强时,接近栅极端的电子浓度会超过空穴。这个在P型半导体中,电子浓度(带负电荷)超过空穴(带正电荷)浓度的区域,便是所谓的反转层(inversion layer)。
MOS电容的特性决定了MOSFET的操作特性,但是一个完整的MOSFET结构还需要一个提供多数载流子(majority carrier)的源极以及接受这些多数载流子的漏极。
型号命名
有两种命名方法。
种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型P沟道场效应三极管,3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。