场效应管的定义

场效应管是单极性管：参与导电的是多数载流子，要么是自由电子，要么是空穴，
场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d）， 对应于晶体管的e(发射极), b(基极),c（集电极）有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。

场效应管的分类

书中主要研究了绝缘栅型的场效应管，它使用的更加广泛。

绝缘栅型场效应管

N沟道绝缘栅型场效应管

构成：杂质较低的的P型硅片作衬底，利用扩散的方法在P型硅中形成两个高掺杂的N型半导体。
两个N区引出两个电极，分别为源极（source)和漏极（drain)。P型半导体的表面有一层SiO2绝缘层，在绝缘层上引出一个金属电极作为栅极（gate)。栅极和其他电极是绝缘的，因此称为绝缘栅型场效应管。
结构如下所示：

其中栅极(g)对应三极管的基极(base)，源极（s)对应三极管的发射极(emitter)，漏极（d,载流子的流出极）对应三极管的集电极(collect)。B是衬底。

工作原理

由于场效应管是NPN型，因此无论uds的值和极性如何，场效应管都不可能有电流产生。
因为两个PN结一个导通，一个必然截止。如图所示：

此时考虑UGS=0，对UGS的影响，可以在栅极加电压。

如图所示：当g极加了正向电压后
（1) 若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和衬底间形成的电容电场作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的多子空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层；
同时将吸引其中的少子向表层运动，但数量有限，不足以形成导电沟道，将漏极和源极沟通，所以仍然不足以形成漏极电流ID。
(2) 当VGS＞VGS(th)时（ VGS(th)称为开启电压），由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。
如图b所示：少子自由电子被吸上去，自由电子构成了反向层。（因为多数载流子为空穴，而在这里起作用的是少子（电子），因此称为反型层）。

当UGS越大的时候，沟道越宽。因为电压越大，自由电子的数目会越多，因此导电性能增强，相当于沟道的导通电阻变小。

随着VGS的继续增加,ID将不断增加。在VGS＝0V时ID＝0，只有当VGS＞VGS(th)后才会出现漏极电流，所以,这种MOS管称为增强型MOS管，同时场效应管是电压控制元件。（Ugs的大小控制id电流的大小）。

(3) VGS>VGS(th)且为固定的值时、VDs>0。
由于ds之间存在导通电阻，因此当给d-s之间加正向电压时，将会产生一定的漏极电流。当uds的值较小时，随着uds的增大，id线性增大。（因为Id=Uds/Rgs，当uds增大的时候，id同样也增大）。
当Uds不断增大的时候，d,s的电位不相等。此时Vgs的电压差和之前的一样，而Vgd=Vgs-Vds，随着uds的不断增大，ugd两点的电压差不断减少,直到Vgd的值等于Vgs(th)时，就会发生预夹断。
（注意这里不会真的夹断，因为一旦夹断，没有电流以后沟道的电压就和衬底一样了，在Ugs作用下又会打开沟道，所以不会真的夹断）
此时，再增加uds的值，缝隙会变长（夹断区会增大），对应rgs的阻值就会增大，由于Id=Uds/Rgs，上下同时增大，因此id的值不会发生任何变化。
（注意：ugs的增大基本全部用于克服rds，因此才外部来看就是进入了恒流区，因为id基本不变）
下面有解释：


对应的特性曲线如下图所示：

总结：
1.Ugs<Ugs(th)，d和s之间截止，沟道没有形成，什么都不用谈。

2.Ugs>Ugs(th)且Uds没有达到预夹断电压，d和s之间表现为一个电阻，这个电阻的大小由Ugs决定，这个区域称为可变电阻区，在这个区域里面你可以得到一个可变电阻器。

3.当你的Uds足够大出现预夹断之后，事情并没有变坏，事情进入了另一个境界，你的Ugs可以控制iD了。

绝缘栅N沟道增强型场效应管，N沟道指的是沟道的载流子是“自由电子 增强型指的是什么？指的是：有Ugs>Ugs(th)这个增强过程，他才能导通。

绝缘栅型场效应管的符号

(1)栅极是绝缘的，所以和谁都不相连；DS之间没有沟道，需要增强才能产生；因此用虚线连接。
(2) 箭头的指向是PN结方向，B是衬底。对于N沟道的场效应管，衬底是P，因此由B指向D和S。

绝缘栅耗尽层型MOS管

注意点：SiO2带有正电荷，因此会吸引衬底表面的负电荷。不需要人为的增加UGS，产生正电荷。
这里的夹断电压为负值，也被称为关断电压。当UGS的值小于UGS（off)时，沟道就会消失。

对应的放大电路

三种接法

基本共源放大电路：

VGG的作用：提供UGS,使得UGS＞UGS（th),产生沟道。
输出回流加入VDD，使得漏源之间的电压大于预夹断电压，保证管子工作在恒流区。
Rd：将漏极电流id的变化转化成电压UDS的变化，实现电压放大。