场效应管详解：MOS与结型比较及工作原理

本资源是一份关于2009年的电子数字电路和模拟电路课程的详细资料，特别关注于第3章的场效应管部分。场效应管是一种在半导体行业中广泛应用的电子器件，因其体积小、工艺简单且器件特性易于控制，对于大规模集成电路的制造至关重要。 章节首先介绍了场效应管的基本概念，它是一种具有正向控制作用的器件，与传统的三极管相比，场效应管具有输入电阻高（远大于三极管）和单极型（与双极型三极管的区别）的特点。主要分为两类：MOS场效应管和结型场效应管。 MOS场效应管包括两种类型：P沟道（PMOS）和N沟道（NMOS）。这两种管子的工作原理类似，但基于不同类型的半导体材料，导致加在各极的电压极性相反。其中，增强型MOS场效应管（NMOSFET）是常见的形式，其工作原理涉及栅极与衬底之间的平板电容器，当VGS大于开启电压VGS(th)时，会在栅-衬之间形成N型导电沟道，沟道的导电能力随VGS的增大而增强。 在N沟道EMOSFET的外部工作条件下，必须确保VDS为正、VDS>0，栅极连接到电路的最低电位或与源极S相连，以及VGS也需为正。沟道形成依赖于VDS和VGS的关系，当VDS很小且VGS>VGS(th)时，沟道长度W保持稳定，电阻RON保持不变；而随着VDS增加，沟道变得更宽，RON会增大，导致电流ID减慢。 总结来说，这份资料详细讲解了场效应管的基础理论，特别是MOS场效应管的工作原理、外部条件和电流控制机制，对于理解电子数字电路设计和模拟电路中的场效应管应用非常有价值。通过深入学习这部分内容，可以提升对现代电子设备和集成电路设计的理解和实践能力。