场效应晶体管是一种电压控制型半导体器件，它具有输入电阻高（可达 109~1014，而晶体管的输入电阻仅有 102~104）、噪声低、热稳定性好、抗 辐射能力强、耗电省等优点，目前已广泛地应用于各种电子电路中。
场效应管按其结构的不同分为结型和绝缘栅型两种。其中绝缘栅型由于制造 工艺简单，便于实现集成电路，因此发展很快。本书仅介绍绝缘栅型场效应管。
1.5.1 绝缘栅型场效应管的结构
根据导电沟道的不同，绝缘栅型场效应管可分为 N 型沟道和 P 型沟道两类。
如图 1.28（a）所示为 N 沟道绝缘栅型场效应管的结构示意图，它是用一块杂 质浓度较低的 P 型薄硅片作衬底，在上面扩散两个杂质浓度很高的 N+区，分 别用金属铝各引出一个电极，称为源极 S 和漏极 D。在半导体表面覆盖一层二 氧化硅（SiO2）绝缘层，在漏极和源极之间的绝缘层上也引出一个电极，称为 栅极 G。
N 沟道 P 型硅衬底
N+ N+
源极 S 栅极 G 漏极 D
SiO2绝缘层 金属铝
D
S
G 衬底
D
S
G 衬底
（a）N 沟道绝缘栅型场效应管的结构
（b）N 沟道耗尽型场效应管的符号
（c）N 沟道增强型场效应管的符号 图 1.28 N 沟道绝缘栅型场效应管的结构和电路符号
因为栅极和其他电极及硅片之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管。又由 于它是由金属、氧化物和半导体所构成，所以又称为金属－氧化物－半导体场效 应管（简写为 MOSFET），简称 MOS 管。正因为栅极是绝缘的，所以 MOS 管的 栅极电流几乎为零，输入电阻 RGS很高，可达 1014。
如果在制造 MOS 管时，在 SiO2绝缘层中掺入大量的正离子以产生足够强的 内电场，使得 P 型衬底的硅表层的多数载流子空穴被排斥开，从而感应出很多的 负电荷，使漏极与源极之间形成 N 型导电沟道，如图 1.28（a）所示。这样，即 使栅极和源极之间不加电压（
U
GS 0），漏极和源极之间已经存在原始导电沟道，这种场效应管称为耗尽型场效应管。N 沟道耗尽型场效应管的电路符号如图 1.28
（b）所示。
如果在 SiO2绝缘层中没有掺入正离子，或掺入的正离子数量较少而不足以形 成原始导电沟道，只有在栅极和源极之间加一个正电压（
U
GS 0）时才能形成 导电沟道，这种场效应管称为增强型场效应管。N 沟道增强型场效应管的电路符 号如图 1.28（c）所示。如果在制作场效应管时采用 N 型硅片作衬底，漏极和源极为 P+型，则导电 沟道为 P 型，如图 1.29（a）所示。P 沟道耗尽型场效应管和 P 沟道增强型场效应 管的电路符号分别如图 1.29（b）和图 1.29（c）所示。
P 沟道 N 型硅衬底
P+ P+
源极 S 栅极 G 漏极 D
SiO2绝缘层 金属铝
D
S
G 衬底
D
S
G 衬底
（a）P 沟道绝缘栅型场效应管的结构
（b）P 沟道耗尽型场效应管的符号
（c）P 沟道增强型场效应管的符号 图 1.29 P 沟道绝缘栅型场效应管的结构和电路符号
N 沟道场效应管与 P 沟道场效应管的工作原理是一样的，只是两者电源极性 及电流方向相反而已。这和 NPN 型与 PNP 型晶体管的电源极性及电流方向相反 的道理是相同的。
无论是 N 沟道场效应管还是 P 沟道场效应管，都只有一种载流子导电，均为 单极型电压控制器件。
1.5.2 绝缘栅型场效应管的工作原理和特性曲线 下面以 N 沟道场效应管为例说明场效应管的工作原理。
在 UDS为常数的条件下，漏极电流 ID与栅极和源极间的电压 UGS之间的关系
U
GS(off)16
型衬底与 SiO2绝缘层的界面将感应出负电荷层，随着 UGS的增加，负电荷的数量
从发热角度对管子提出的限制条件。
由于绝缘栅场效应管的输入电阻很高，栅极上积累的电荷很难泄漏，所以容 易产生较高的静电电压将绝缘层击穿。为了避免这种损坏，在保存场效应管时应 将它的 3 个电极短接起来。在电路中，栅、源极间应有固定电阻或稳压管并联，
以保证有一定的直流通道。在焊接时，应使电烙铁外壳良好接地。