場效應晶體管工作原理

場效應晶體管是一種利用控制輸入電路的電場效應來控制輸出電路電流的半導體器件，并以此命名。因為它只依靠半導體中的多數載流子來導電，所以又稱為單極晶體管。場效應晶體管英文是Field Effect Transistor，縮寫為FET。主要有兩種類型：結型場效應管 （JFET） 和金屬氧化物半導體場效應管 （MOSFET）。

工作原理

場效應管工作原理用一句話說，就是“漏極-源極間流經溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID”。

更正確地說，ID流經通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結反偏的變化，產生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域，表示的過渡層的擴展因為不很大，根據漏極-源極間所加VDS的電場，源極區域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動。

從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。

在過渡層由于沒有電子、空穴的自由移動，在理想狀態下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。

其次，VGS向負的方向變化，讓VGS=VGS（off），此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。而且VDS的電場大部分加到過渡層上，將電子拉向漂移方向的電場，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。

以N溝道為例說明其工作原理。

當VGS=0時，當在漏極和源極之間施加一定的電壓時，多數載流子將在漏極和源極之間漂移，產生漏極電流。當VGS《0時，PN結反向偏置，形成耗盡層。

漏極和源極之間的溝道會變窄，ID會減小。如果VGS繼續降低，溝道會繼續變窄，ID會繼續降低，直到達到0。當ID為0時，對應的VGS稱為夾斷電壓VGS（off）。