增強型和耗盡型MOSFET之間的區(qū)別是什么?
增強型(Enhancement-mode)和耗盡型(Depletion-mode)MOSFET是金屬氧化物半導體場效應管的兩種基本工作模式,它們在導通特性、閾值電壓和應用場景上存在本質區(qū)別。以下是詳細對比分析:
1. 閾值電壓(???(??)VGS(th))與導通機制
特性 | 增強型MOSFET | 耗盡型MOSFET |
---|---|---|
默認狀態(tài) | 常斷(Normally-OFF) | 常通(Normally-ON) |
閾值電壓 | ???(??)>0VGS(th)>0(N溝道) | ???(???)<0VGS(off)<0(N溝道) |
導通條件 | ???>???(??)VGS>VGS(th) | ???>???(???)VGS>VGS(off)(需負壓關斷) |
溝道形成 | 需外加柵壓形成反型層 | 制造時已預置溝道,柵壓可耗盡載流子 |
關鍵區(qū)別:
- 增強型MOSFET的溝道在零柵壓(???=0VGS=0)時不存在,必須施加柵極電壓才能導通。
- 耗盡型MOSFET在零柵壓時已存在溝道,需施加反向柵壓(如N溝道需 ???<0VGS<0)才能關斷。
2. 轉移特性曲線對比
- 增強型(以N溝道為例):
- 當 ???<???(??)VGS<VGS(th),??≈0ID≈0。
- 當 ???>???(??)VGS>VGS(th),??ID 隨 ???VGS 增大而上升。
- 耗盡型(以N溝道為例):
- 當 ???=0VGS=0,??=????ID=IDSS(飽和漏電流)。
- 當 ???<???(???)VGS<VGS(off),溝道完全耗盡,??≈0ID≈0。
3. 典型應用場景
類型 | 應用場景 |
---|---|
增強型 | - 數(shù)字電路(CMOS邏輯門、CPU晶體管)
- 開關電源(高頻開關) - 通用放大電路 |
耗盡型 | - 模擬電路(恒流源、線性放大器)
- 射頻電路(高頻率穩(wěn)定性) - 特殊工業(yè)控制 |
增強型優(yōu)勢:
- 低靜態(tài)功耗(常斷特性適合數(shù)字電路)。
- 易于集成(CMOS工藝主流選擇)。
耗盡型優(yōu)勢:
- 零偏置時可工作(簡化偏置電路設計)。
- 抗噪聲干擾強(適合射頻和線性應用)。
4. 結構差異
- 增強型:
襯底與溝道間無預摻雜,柵壓需克服閾值電壓才能形成導電溝道。
- 耗盡型:
制造時通過離子注入預形成溝道,柵壓用于控制溝道載流子濃度。