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1、P通道为空穴流，N通道为电子流，因此场效应三极管也称为单极性三极管。FET乃是运用输入电压(Vgs)来控制输出电流(Id)的大小。因此场效应三极管是属于电压控制元件。它有两种类型，一是结型（接面型场效应管）(JFET)，一是金氧半场效应三极管，简称MOSFET，MOSFET又可分为增强型与耗尽型两种。 N沟道，P沟道结型场效应管的D、S是由N(或P)中间是栅极夹持的通道，这个通道大小是受电压控制的，固然就有电流随栅极电压变化而变。可以当作栅极是控制电流阀门。 增强型是指：当VGS=0时管子是呈截止状态，加上对的的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而“增强”了该区域的载流子，形成导电沟道。耗尽
2、型则是指，当VGS=0时即形成沟道，加上对的的VGS时，能使多数载流子流出沟道，因而“耗尽”了载流子，使管子转向截止。栅极电压高下决定电场的变化，进而影响载流子的多少，引起通过S、D电流变化。 MOS管的源极和衬底一般是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。主板上的PWM(Plus Width Modulator，脉冲宽度调制器)芯片产生一种宽度可调的脉冲波形，这样可以使两只MOS管轮流导通。当负载两端的电压(如CPU需要的电压)要减少时，这时MOS管的开关作用开始生效，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高
3、时，通过MOS管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚刚充入的能量，这时的电感就变成了“电源”，当栅-源电压vGS=0时，虽然加上漏-源电压vDS，并且不管vDS的极性如何，总有一种PN结处在反偏状态，漏-源极间没有导电沟道。MOS管 MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，即金属氧化物半导体型场效应管，属于场效应晶体管中的绝缘栅型。因此，MOS管有时被称为场效应管。在一般电子电路中，MOS管一般被用于放大电路或开关电路。而在主板上的电源稳压电路中，MOSFET扮演的角色重要是判断电位，它在主板
4、上常用“Q”加数字表达。 一、MOS管的作用是什么？ 目前主板或显卡上所采用的MOS管并不是太多，一般有10个左右，重要因素是大部分MOS管被整合到IC芯片中去了。由于MOS管重要是为配件提供稳定的电压，因此它一般使用在CPU、AGP插槽和内存插槽附近。其中在CPU与AGP插槽附近各安排一组MOS管，而内存插槽则共用了一组MOS管，MOS管一般是以两个构成一组的形式浮现主板上的。 二、MOS管的性能参数有哪些？ 优质的MOS管可以承受的电流峰值更高。一般状况下我们要判断主板上MOS管的质量高下，可以看它能承受的最大电流值。影响MOS管质量高下的参数非常多，像极端电流、极端电压等。但在MOS管上
5、无法标注这样多参数，因此在MOS管表面一般只标注了产品的型号，我们可以根据该型号上网查找具体的性能参数。 还要阐明的是，温度也是MOS管一种非常重要的性能参数。重要涉及环境温度、管壳温度、贮成温度等。由于CPU频率的提高，MOS管需要承受的电流也随着增强，提供近百A的电流已经很常用了。如此巨大的电流通过时产生的热量固然使MOS管“发热”了。为了MOS管的安全，高品质主板也开始为MOS管加装散热片了。 电感与MOS管是如何合伙的？ 通过上面的简介，我们懂得MOS管对于整个供电系统起着稳压的作用，但是MOS管不能单独使用，它必须和电感线圈、电容等共同构成的滤波稳压电路，才干发挥充足它的优势。 主板
6、上的PWM(Plus Width Modulator，脉冲宽度调制器)芯片产生一种宽度可调的脉冲波形，这样可以使两只MOS管轮流导通。当负载两端的电压(如CPU需要的电压)要减少时，这时MOS管的开关作用开始生效，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时，通过MOS管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚刚充入的能量，这时的电感就变成了“电源”，继续对负载供电。随着电感上存储能量的不断消耗，负载两端的电压又开始逐渐减少，外部电源通过MOS管的开关作用又要充电。这样循环不断地进行充电和放电的过程，从而形成一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会减少。N沟道
7、金属-氧化物-半导体场效应管(MOS管)的构造及工作原理结型场效应管的输入电阻虽然可达106109W，但在规定输入电阻更高的场合，还是不能满足规定。并且，由于它的输入电阻是PN结的反偏电阻，在高温条件下工作时，PN结反向电流增大，反偏电阻的阻值明显下降。与结型场效应管不同，金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（SiO2）绝缘介质，使栅极处在绝缘状态（故又称绝缘栅场效应管），因而它的输入电阻可高达1015W。它的另一种长处是制造工艺简朴，适于制造大规模及超大规模集成电路。MOS管也有N沟道和P沟道之分，并且每一类又分为增强型和耗尽型两种，两者的区别是增强型M
8、OS管在栅-源电压vGS=0时，漏-源极之间没有导电沟道存在，虽然加上电压vDS（在一定的数值范畴内），也没有漏极电流产生（iD=0）。而耗尽型MOS管在vGS=0时，漏-源极间就有导电沟道存在。一、N沟道增强型场效应管构造a) N沟道增强型MOS管构造示意图(b) N沟道增强型MOS管代表符号 (c) P沟道增强型MOS管代表符号在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s。然后在半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装上一种铝电极,作为栅极g。此外在衬底上也引出一种电极B，这
9、就构成了一种N沟道增强型MOS管。显然它的栅极与其他电极间是绝缘的。图 1(a)、(b)分别是它的构造示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表达由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图 1(c)所示。二、N沟道增强型场效应管工作原理1vGS对iD及沟道的控制作用MOS管的源极和衬底一般是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。从图1(a)可以看出，增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压vGS=0时，虽然加上漏-源电压vDS，并且不管vDS的极性如何，总有一种PN结处在反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，因此这时漏极电流iD0。若在
10、栅-源极间加上正向电压，即vGS0，则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一种垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场，这个电场能排斥空穴而吸引电子，因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，剩余不能移动的受主离子(负离子)，形成耗尽层，同步P衬底中的电子（少子）被吸引到衬底表面。当vGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏-源极之间仍无导电沟道浮现，如图1(b)所示。vGS增长时，吸引到P衬底表面层的电子就增多，当vGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一种N型薄层，且与两个N+区相连通，在漏-源极间形成N型导电沟道，其导电类型与P衬底相反，故又称为反型层，如图1(c)所示。v
11、GS越大，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P衬底表面的电子就越多，导电沟道越厚，沟道电阻越小。我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为启动电压，用VT表达。由上述分析可知，N沟道增强型MOS管在vGSVT时，不能形成导电沟道，管子处在截止状态。只有当vGSVT时，才有沟道形成，此时在漏-源极间加上正向电压vDS，才有漏极电流产生。并且vGS增大时，沟道变厚，沟道电阻减小，iD增大。这种必须在vGSVT时才干形成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。2vDS对iD的影响图1如图2(a)所示，当vGSVT且为一拟定值时，漏-源电压vDS对导电沟道及电流iD的影响与结型场效应管相似。漏极电流iD沿
12、沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等，接近源极一端的电压最大，这里沟道最厚，而漏极一端电压最小，其值为vGD=vGS - vDS，因而这里沟道最薄。但当vDS较小（vDS随着vDS的增大，接近漏极的沟道越来越薄，当vDS增长到使vGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)时，沟道在漏极一端浮现预夹断，如图2(b)所示。再继续增大vDS，夹断点将向源极方向移动，如图2(c)所示。由于vDS的增长部分几乎所有降落在夹断区，故iD几乎不随vDS增大而增长，管子进入饱和区，iD几乎仅由vGS决定。三、特性曲线、电流方程及参数1特性曲线和电流方程图1N沟道增强型MOS管的输出特性
13、曲线如图1(a)所示。与结型场效应管同样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止区和击穿区几部分。转移特性曲线如图1(b)所示,由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和区(恒流区),此时iD几乎不随vDS而变化,即不同的vDS所相应的转移特性曲线几乎是重叠的,因此可用vDS不小于某一数值(vDSvGS-VT)后的一条转移特性曲线替代饱和区的所有转移特性曲线,与结型场效应管相类似。在饱和区内,iD与vGS的近似关系式为 ( vGSVT )式中IDO是vGS=2VT时的漏极电流iD。2. 参数MOS管的重要参数与结型场效应管基本相似，只是增强型MOS管中不用夹断电压VP，而用启动电压VT表征管子的特性。
