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mosfet和mesfet的区别

作者:丁楠林
2019-10-10
信息

mesfet是由PN结场效应管改进得到的,原理基本相同,PN结场效应管是利用两边为P型高掺杂半导体、中间为N型掺杂半导体作为导电沟道得到的,当所加栅源电压不同时,两个相对的PN结的空间电荷区宽度不一样,所以以此控制中间的导电沟道区宽度,导电沟道区宽度改变相当于电阻改变,从而电流改变(以N型jeft为例)。

mesfet原理基本一样,只不过它不是通过PN的空间电荷区来改变导电沟道的,而是上层为金属,中间同样为N型半导体作为导电沟道,下层一般为GaAs(衬底),这时候要求金属(一般用Al)的费米能级比N型半导体的要低,所以N型半导体的电子流向金属,这样N型半导体就形成了空间电荷区(耗尽层,没有电离电子),同样的可以通过栅源电压改变这个空间电荷区的宽度,以此来控制导电沟道的宽度。

而mosfet就不一样了,它的上层为金属,接着为氧化层(SiO2),接着为P型半导体(衬底),两侧为N型高掺杂半导体分别作为源极和漏极,通过改变栅源电压,可以改变P型衬底表面的载流子类型,例如所加电压为负时,表面积累空穴,没有形成N型导电沟道,应为两侧为N型高掺杂半导体,所以要积累电子才能导电;当栅源电压为正时(要大于开启电压),表面将会积累电子,我们知道P型半导体的多子为空穴,当积累的电子多与空穴时,便会形成N型导电沟道,从而导通,所加的栅源电压、漏源电压不同,则电流也不同。

最后说说两者的电流电压特性,当栅源电压一定时,漏源电压达到一定时,导电沟道会发生夹断,此后电流饱和,不随漏源电压而变化;当漏源电压大于击穿电压时,会发生击穿,电流剧增;当漏源电压比较小时,电流与电压呈线性关系。

当栅源电压小于开启电压时,处于截止,没有导电沟道,电流只有很小的反向扩散电流。

至于高频特型,这涉及到电容的问题,比较复杂,我只大略说说mosfet的,在高频时,P型衬底的表面电荷(反型层)跟不上变化,所以存在,耗尽层电容与氧化层电容,所以高频特性不是很好。

更详细的内容我觉得你可以参考《微电子器件与IC设计基础》刘刚等著,里面内容非常好,解析的很清楚。

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