MOSFET有两种功能

• 耗尽模式
• 增强模式

 

耗尽模式

当栅极端子两端没有电压时，通道将显示其最大电导。而当栅极端子两端的电压为正或负时，则沟道电导率会降低。

增强模式

当栅极端子两端没有电压时，该器件将不导通。当栅极端子两端的电压最大时，该器件将显示出增强的导电性。

 

MOSFET的工作原理

MOSFET器件的主要原理是能够控制源极和漏极端子之间的电压和电流。它几乎像一个开关一样工作，并且该设备的功能基于MOS电容器。MOS电容器是MOSFET的主要部分。

通过分别施加正或负栅极电压，可以将位于源极和漏极端子之间的下氧化层下方的半导体表面从p型转变为n型。当我们对正栅极电压施加排斥力时，存在于氧化层下方的空穴将与基板一起向下推动。

耗尽区由与受体原子相关的结合负电荷构成。当到达电子时，会形成一个通道。正电压还将电子从n +源极和漏极区吸引到沟道中。现在，如果在漏极和源极之间施加电压，电流将在源极和漏极之间自由流动，而栅极电压将控制沟道中的电子。代替正电压，如果我们施加负电压，则将在氧化物层下方形成空穴通道。

P沟道MOSFET

P沟道MOSFET具有位于源极端子和漏极端子之间的P沟道区域。它是一个四端子设备，其端子分别为栅极，漏极，源极和主体。漏极和源极是重掺杂的p +区，主体或衬底为n型。电流流向带正电的空穴的方向。

当我们在栅极端施加具有排斥力的负电压时，存在于氧化层下方的电子将被向下推入基板。耗尽区由与施主原子相关的结合正电荷构成。负栅极电压还会将空穴从p +源极和漏极区吸引到沟道区中。

N沟道MOSFET

N沟道MOSFET具有位于源极和漏极端子之间的N沟道区域。它是一个四端子设备，其端子分别为栅极，漏极，源极，主体。在这种类型的场效应晶体管中，漏极和源极是重掺杂的n +区域，衬底或主体是P型的。

由于带负电的电子，在这种类型的MOSFET中发生电流流动。当我们在栅极端子上施加具有排斥力的正电压时，存在于氧化层下方的空穴将被向下推入基板。耗尽区由与受体原子相关的结合的负电荷组成。

在电子到达时，形成通道。正电压还将电子从n +源极和漏极区吸引到沟道中。现在，如果在漏极和源极之间施加电压，则电流将在源极和漏极之间自由流动，而栅极电压将控制沟道中的电子。如果我们施加负电压，则将在氧化层下方形成一个空穴通道，而不是正电压。

MOSFET工作区

在最一般的情况下，此设备的操作主要发生在三个区域，这些区域如下：

• 截止区域–这是设备将处于关闭状态且零电流流过的区域。在此，该设备用作基本开关，并在需要用作电气开关时使用。
• 饱和区域–在该区域中，器件的漏极至源极电流值将保持恒定，而无需考虑漏极至源极两端的电压升高。当漏极到源极端子之间的电压增加超过夹断电压值时，只会发生一次。在这种情况下，该设备用作闭合开关，流过漏极到源极端子的电流达到饱和水平。因此，当设备应该进行切换时，选择饱和区域。
• 线性/欧姆区域–该区域是漏极至源极两端的电流随漏极至源极路径两端电压的增加而增强的区域。当MOSFET器件在此线性区域中工作时，它们将执行放大器功能。

现在让我们考虑MOSFET的开关特性

诸如MOSFET或双极结晶体管之类的半导体在两种情况下也基本上起着开关的作用，一种是导通状态，另一种是截止状态。为了考虑这种功能，让我们看一下MOSFET器件的理想和实用特性。

理想的开关特性

当MOSFET可以用作理想开关时，它应具有以下特性，这些特性是

• 在导通条件下，它必须具有电流限制
• 在关断状态下，阻塞电压电平不应有任何限制
• 当设备处于开启状态时，电压降值应为零
• 关断状态下的电阻应无限大
• 操作速度上不应有任何限制

实用开关特性

由于世界不仅限于理想的应用，因此MOSFET的功能甚至适用于实际目的。在实际情况下，设备应具有以下属性

• 在接通条件下，应该限制功率管理能力，这意味着必须限制传导电流的流动。
• 在关闭状态下，不应限制阻断电压水平
• 开启和关闭有限的时间限制了设备的极限速度，甚至限制了功能频率
• 在MOSFET器件导通的情况下，电阻值极小，这会导致正向偏置电压下降。此外，存在有限的OFF状态电阻，该电阻可提供反向泄漏电流
• 当设备以实际性能运行时，它会在开启和关闭条件下失去电源。即使在过渡状态中也会发生这种情况。