金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管是第二種場(chǎng)效應(yīng)晶體管。MOSFET和JFET不同之處，是MOSFET沒有PN結(jié)；取而代之，MOSFET的柵極以一層二氧化硅(Si02)和溝道隔開。MOSFET有兩種基本類型：耗盡型(D)與增強(qiáng)型(E)。因?yàn)榫哂懈綦x的柵極，有時(shí)這種裝置也稱為IGFET。
    在學(xué)完本節(jié)后，我們應(yīng)該能夠：解釋MOSFET的工作原理；說明N溝道和P溝道耗盡型MOSFET(D-MOSFET)的結(jié)構(gòu)差異；解釋耗盡型MOSFET;解釋增強(qiáng)型MOSFET;辨別N溝道和P溝道D-MOSFET的符號(hào)；說明N溝道和P溝道增強(qiáng)型MOSFET( E-MOSFET)的結(jié)構(gòu)差異；辨識(shí)N溝道和P溝道E-MOS-FET的符號(hào)；解釋D-MOSFET和E-MOSFET為何不同；參與討論功率MOSFET;參與討論雙柵極MOSFET。
   1. 耗盡型MOSFET
    耗盡型MOSFET( depletion MOSFET，D-MOSFET)是MOSFET的一種類型，圖7.29顯示其基本結(jié)構(gòu)。漏極和源極擴(kuò)散人基質(zhì)層，然后以和隔離的柵極緊鄰的狹窄溝道相連接。N溝道和P溝道兩種元件都顯示在圖7.29中，我們將使用N溝道的元件，來描述MOSFET的基  本工作原理.P溝道元件的工作原理是相同的,只有電壓極性跟N溝道相反. 

                          
    (1)耗盡模式
    將柵極看成平行板電容器的一塊極板，溝道看成另一塊極板。二氧化硅絕緣層是此電容器的介質(zhì)。加上負(fù)柵極電壓后，柵極的負(fù)電荷會(huì)排斥溝道的導(dǎo)電電子，留下正離子在原處。因此，N溝道排除掉自己內(nèi)部一些電子，導(dǎo)致溝道導(dǎo)電性下降。柵極負(fù)電壓越大，N溝道內(nèi)電子耗盡的情況越嚴(yán)重。當(dāng)柵極對(duì)源極間有足夠大的負(fù)電壓VGS(off)，溝道會(huì)完全成為耗盡狀態(tài)，此時(shí)漏極電流為0。圖7. 30 (a)說明這種工作模式。與N溝道JFET相似，當(dāng)柵極對(duì)源極電壓范圍介于VGS(off)和O之間，N溝道D-MOSFET的漏極電流就會(huì)導(dǎo)通。除此之外，D-MOSFET也能在VGS大于O的增強(qiáng)模式情況下導(dǎo)通。
    (2)增強(qiáng)模式
    在柵極施以正電壓后，更多的導(dǎo)電電子會(huì)被吸引到溝道中，所以增加或增強(qiáng)溝道的導(dǎo)電性，如圖7. 30(b)所示。

            
    (3)D-MOSFET符號(hào)
    N溝道和P溝道耗盡型MOSFET的圖形符號(hào)，顯示在圖7.31中。箭頭所指到的基質(zhì)層，通常并非所有在元件內(nèi)部與源極連接在一起。有時(shí)候，基質(zhì)層本身會(huì)有個(gè)別的引腳。向內(nèi)指向基質(zhì)層的箭頭，代表此元件是N溝道型，箭頭向外指時(shí)，代表此元件是P溝道型。

     2.增強(qiáng)型MOSFET
    E-MOSFET只有增強(qiáng)工作模式，沒有耗盡工作模式。在結(jié)構(gòu)上與D-MOSFET不同的是，它沒有溝道。請(qǐng)注意，在圖7. 32(a)中基質(zhì)層完全延伸接觸到二氧化硅層。在N溝道元件的柵極加上超過臨界值的正電壓，可以在緊鄰Si02層的基質(zhì)層區(qū)域，產(chǎn)生由負(fù)電荷構(gòu)成的薄層，因而感應(yīng)生成(induce) -個(gè)溝道，如圖7.32(b)所示。繼續(xù)增加?xùn)艠O對(duì)源極的正電壓，會(huì)吸引更多電子到溝道區(qū)，溝道的導(dǎo)電性因比增強(qiáng)。柵極電壓低于臨界值時(shí)，則沒有溝道產(chǎn)生。

                 
    N溝道和P溝道E-MOSFET的圖形符號(hào)，顯示在圖7.33中。中斷的線段意味著，元件內(nèi)沒有實(shí)體際的溝道。與D-MOSFET相似，有些元件會(huì)以個(gè)別的引腳連接到基質(zhì)層。

                         
    3.功率MOSFET
    一般的增強(qiáng)型MOSFET有長(zhǎng)且薄的橫向溝道，如圖7.34所示的結(jié)構(gòu)圖。相對(duì)而言這造成較高的漏極一源極阻抗值，將E-MOSFET限制使用在低功率的應(yīng)用電路。當(dāng)柵極施加正電壓，在漏極和源極之間靠近柵極的區(qū)域，會(huì)形成溝道，如圖所示。

                    
    (1)橫向雙擴(kuò)散MOSFET
    橫向雙擴(kuò)散MOSFET( LDMOSFET)是一種設(shè)計(jì)應(yīng)用于大功率的增強(qiáng)型MOSFET。與一般的E-MOSFET相比，這種元件的漏極和源極間溝道比較短。比較短的溝道形成的電阻比較低，因此允許較高的電流與電壓。
    圖7.35顯示LDMOSFET的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)柵極加上正電壓，在少量雜質(zhì)的源極和N-區(qū)域之間的P層，會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生N溝遒。電流將從漏極經(jīng)過N區(qū)域和感應(yīng)溝道，到達(dá)源極，如圖所示。

     (2)VMOSFET
    V形槽MOSFET是傳統(tǒng)E-MOSFET的另一種變形，為了要通過較高功率，它的溝道短且寬，因而漏極與源極間的電阻減少。短且寬的溝道允許通過較大的電流，因此允許比較大的功率消耗。也同時(shí)改進(jìn)了頻率響應(yīng)特性。
    VMOSFET有兩個(gè)源極連引腳，柵極引腳在頂部，底部是漏極引腳，如圖7.36所示。在漏極和源極間的V形槽兩側(cè)，垂直感應(yīng)形成溝道，且N+基質(zhì)層的N+意思是說，此基質(zhì)層的雜質(zhì)摻加量比N-高�？刂齐s質(zhì)濃度和擴(kuò)散時(shí)間，可以控制各層的厚度，也因此確定溝道長(zhǎng)度，但是光罩大小則不是各層厚度的決定因素。

                 
    (3)TMOSFET
    TMOSFET與VMOSFET相似，但是它并沒有V形槽，所以比較容易制造。TMOSFET的結(jié)構(gòu)顯示在圖7.37中。柵極結(jié)構(gòu)嵌在二氧化硅層中，且源極接點(diǎn)覆蓋整個(gè)表面區(qū)域。漏極則位于底部。TMOSFET的封裝密度比VMOSFET高，同時(shí)還保有溝道短且垂直的優(yōu)點(diǎn)。

                      
    4.雙柵極MOSFET   
    雙柵極MOSFET可以是耗盡型，也可以是增強(qiáng)型。雙柵極與傳的MOSFET唯一差別，是它具有兩個(gè)柵極，如圖7．38所示。前面提過,高輸入電容是FET的缺點(diǎn)，這限制它在較高頻率方面的應(yīng)用。運(yùn)用雙柵極元件，輸入電容降低，在高頻RF放大器領(lǐng)域，H5N3003P 此元件很有用處。雙柵極結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是在某些RF放大器，它可以有自動(dòng)增益控制(AGC)輸入的功能。