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注：Insulated-gate Field-effect Transistors (IGFET)，翻译：绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）。
The Insulated-Gate Field-Effect Transistor (IGFET), also known as the Metal Oxide Field Effect Transistor (MOSFET).
绝缘栅场效应晶体管（IGFET），也称为金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）.

绝缘栅场效应晶体管（IGFET），也称为金属氧化物场效应晶体管（MOSFET），是场效应晶体管（FET）的衍生产品。 如今，大多数晶体管属于MOSFET类型，是数字集成电路的组成部分。 尽管分立的BJT比分立的MOSFET数量更多。 集成电路中的MOSFET晶体管数量可能接近数百万。 单个MOSFET器件的尺寸小于1微米，每18个月减小一次。 更大的MOSFET能够在低压下切换近100安培的电流； 有些可以在较低电流下处理近1000 V的电压。 这些设备占据了平方厘米硅的很大一部分。 MOSFET的应用范围比JFET的要广泛得多。 但是，此时MOSFET功率器件没有像双极结型晶体管那样广泛使用。

MOSFET工作

MOSFET具有类似于FET的源极，栅极和漏极端子。 但是，与FET的情况相比，栅极引线没有直接连接到硅。 MOSFET栅极是二氧化硅绝缘体顶部的金属或多晶硅层。 栅极与下图中的金属氧化物半导体（MOS）电容器相似。 充电时，电容器的极板具有相应电池端子的充电极性。 下部板是P型硅，电子通过电池的负极（-）端子朝着氧化物排斥，并被正极（+）顶板吸引。 靠近氧化物的电子过量会在氧化物下方形成反向（过量的电子）通道。 该沟道还伴随有将沟道与体硅衬底隔离的耗尽区。

N沟道MOS电容器：（a）不充电，（b）充电。

在下图（a）中，将MOS电容器放置在P型衬底中的一对N型扩散之间。 电容器上没有电荷，栅极上没有偏压，N型扩散，源极和漏极保持电气隔离。

N沟道MOSFET（增强型）：（a）0 V栅极偏置，（b）正栅极偏置。

施加到栅极的正偏压会为电容器（栅极）充电。 氧化物顶部的栅极从栅极偏置电池上带正电荷。 栅极下方的P型衬底带负电荷。 在栅极氧化物下方形成具有过量电子的反转区域。 现在，该区域连接源极和漏极N型区域，形成从源极到漏极的连续N区域。 因此，与FET一样，MOSFET是单极器件。 一种类型的电荷载体负责传导。 本示例是一个N沟道MOSFET。 通过在这些连接之间施加电压，可以从源极到漏极传导大电流。 实际电路的负载应与上图（b）中的漏电池串联。

增强型场效应管

上图所示的MOSFET被称为增强模式MOSFET。通过施加偏压来增强栅极下方的沟道，可以打开不导通的截止沟道。这是最常见的设备。在此不再描述另一种MOSFET。有关耗尽型器件，请参见“绝缘栅场效应晶体管”一章。

MOSFET与FET一样，都是电压控制的器件。输入到栅极的电压控制电流从源极流到漏极。栅极不吸收连续电流。不过，栅极会产生一股电流浪涌来为栅极电容充电。

N沟道分立MOSFET的横截面如下图（a）所示。分立器件通常针对高功率开关进行了优化。 N +表示源极和漏极是重N型掺杂。这使从源极到漏极的高电流路径中的电阻损耗最小化。 N-表示轻掺杂。可以通过施加正偏置电压来反转源极与漏极之间栅极下方的P区。掺杂轮廓是横截面，其可以以蛇形图案布置在硅管芯上。这极大地增加了面积，并因此增加了当前的处理能力。

N沟道MOSFET（增强型）：（a）横截面，（b）原理图符号。

上图（b）中的MOSFET原理图符号显示“浮动”栅极，表示没有直接连接到硅衬底。从源极到漏极的虚线表明该器件处于关闭状态，即不导通，栅极偏置为零。通常为“关”状态的MOSFET是增强模式器件。必须通过在栅极上施加偏压以进行传导来增强沟道。衬底箭头的“指向”端对应于P型材料，该材料指向N型通道，即“非指向”端。这是N沟道MOSFET的符号。对于P通道设备（未显示），箭头指向相反的方向。 MOSFET是四个端子设备：源极，栅极，漏极和衬底。衬底通过分立的MOSFET连接到源极，使封装的部件成为三端器件。 MOSFET是集成电路的一部分，除非有意隔离，否则其所有设备都具有通用基板。该公共连接可以从裸片上粘结出来，以连接到地或电源偏置电压。

V-MOS

N沟道“ V-MOS”晶体管：（a）横截面，（b）原理图符号。

（上图）中的V-MOS器件是一种改进的功率MOSFET，其掺杂分布用于降低导通状态的源极至漏极电阻。 VMOS因其V形栅极区域而得名，V形栅极区域增加了源极-漏极路径的横截面积。 这将损耗降到最低，并允许切换更高的功率水平。 使用U形凹槽的UMOS变体在制造中更具可复制性。

回顾

MOSFET是单极导电器件，可与一种电荷载流子（如FET）导通，但与BJT不同。
MOSFET是像FET一样的压控器件。 栅极电压输入控制源极消耗电流。
MOSFET栅极除漏电外不汲取连续电流。 但是，需要相当大的初始电流浪涌才能对栅极电容充电。

参考资料

Conventional Transistor Overview and Special Transistors Worksheet

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