n沟道和p沟道结型场效应管的工作原理完全相同，现以n沟道结型场效应管为例，分析其工作原理。
n沟道结型场效应管工作时，需要外加如图1所示的偏置电压，即在栅-源极间加一负电压(vgs＜0)，使栅-源极间的p+n结反偏，栅极电流ig≈0，场效应管呈现很高的输入电阻(高达108ω左右)。在漏-源极间加一正电压(vds＞0)，使n沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流id。id的大小主要受栅-源电压vgs控制，同时也受漏-源电压vds的影响。
因此，讨论场效应管的工作原理就是讨论栅-源电压vgs对沟道电阻及漏极电流id的控制作用，以及漏-源电压vds对漏极电流id的影响。
转移特性：在uds一定时， 漏极电流id与栅源电压ugs之间的关系称为转移特性。
在ugs(off)≤ugs≤0的范围内， 漏极电流id与栅极电压ugs的关系为。
2) 输出特性：输出特性是指栅源电压ugs一定， 漏极电流id与漏极电压uds之间的关系。
1．vgs对沟道电阻及id的控制作用。
图2所示电路说明了vgs对沟道电阻的控制作用。为便于讨论，先假设漏-源极间所加的电压vds=0。当栅-源电压vgs=0时，沟道较宽，其电阻较小，如图2(a)所示。
当vgs<0，且其大小增加时，在这个反偏电压的作用下，两个p+n结耗尽层将加宽。由于n区掺杂浓度小于p+区，因此，随着|vgs| 的增加，耗尽层将主要向n沟道中扩展，使沟道变窄，沟道电阻增大，如图2(b)所示。当|vgs| 进一步增大到一定值|vp| 时，两侧的耗尽层将在沟道**合拢，沟道全部被夹断，如图2(c)所示。
由于耗尽层中没有载流子，因此这时漏-源极间的电阻将趋于无穷大，即使加上一定的电压vds，漏极电流id也将为零。这时的栅-源电压称为夹断电压，用vp表示。
上述分析表明，改变栅源电压vgs的大小，可以有效地控制沟道电阻的大小。若同时在漏源-极间加上固定的正向电压vds，则漏极电流id将受vgs的控制，|vgs|增大时，沟道电阻增大，id减小。上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边建立了电场，电场强度的大小控制了沟道的宽度，即控制了沟道电阻的大小，从而控制了漏极电流id的大小。
2．vds对id的影响。
设vgs值固定，且vp在vds较小时，它对id的影响应从两个角度来分析：一方面vds增加时，沟道的电场强度增大，id随着增加；另一方面，随着vds的增加，沟道的不均匀性增大，即沟道电阻增加，id应该下降，但是在vds较小时，沟道的不均匀性不明显，在漏极附近的区域内沟道仍然较宽，即vds对沟道电阻影响不大，故id随vds增加而几乎呈线性地增加。随着vds的进一步增加，靠近漏极一端的p+n结上承受的反向电压增大，这里的耗尽层相应变宽，沟道电阻相应增加，id随vds上升的速度趋缓。
当vds增加到vds=vgs-vp，即vgd=vgs -vds=vp(夹断电压)时，漏极附近的耗尽层即在a点处合拢，如图3(b)所示，这种状态称为预夹断。与前面讲过的整个沟道全被夹断不同，预夹断后，漏极电流id≠0。因为这时沟道仍然存在，沟道内的电场仍能使多数载流子(电子)作漂移运动，并被强电场拉向漏极。
若vds继续增加，使vds＞vgs－vp,即vgd＜vp时，耗尽层合拢部分会有增加，即自a点向源极方向延伸，如图3(c)，夹断区的电阻越来越大，但漏极电流id却基本上趋于饱和，id不随vds的增加而增加。因为这时夹断区电阻很大，vds的增加量主要降落在夹断区电阻上，沟道电场强度增加不多，因而id基本不变。但当vds增加到大于某一极限值(用v(br)ds表示)后，漏极一端p+n结上反向电压将使p+n结发生雪崩击穿，id会急剧增加，正常工作时vds不能超过v(br)ds。
从结型场效应管正常工作时的原理可知：① 结型场效应管栅极与沟道之间的p+n结是反向偏置的，因此，栅极电流ig≈0，输入阻抗很高。② 漏极电流受栅-源电压vgs控制，所以场效应管是电压控制电流器件。
③ 预夹断前，即vds较小时，id与vds间基本呈线性关系；预夹断后，id趋于饱和。
p沟道结型场效应管工作时，电源的极性与n沟道结型场效应管的电源极性相反。
结型场效应管的输入电阻虽然可达106～109，但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求。而且，由于它的输入电阻是pn结的反偏电阻，在高温条件下工作时，pn结反向电流增大，反偏电阻的阻值明显下降。与结型场效应管不同，金属-氧化物-半导体场效应管（mosfet）的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（sio2）绝缘介质，使栅极处于绝缘状态（故又称绝缘栅场效应管），因而它的输入电阻可高达1015。
它的另一个优点是制造工艺简单，适于制造大规模及超大规模集成电路。
mos管也有n沟道和p沟道之分，而且每一类又分为增强型和耗尽型两种，二者的区别是增强型mos管在栅-源电压vgs=0时，漏-源极之间没有导电沟道存在，即使加上电压vds（在一定的数值范围内），也没有漏极电流产生（id=0）。而耗尽型mos管在vgs=0时，漏-源极间就有导电沟道存在。
在一块掺杂浓度较低的p型硅衬底上，用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的n+区，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s。然后在半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(sio2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装上一个铝电极，作为栅极g。另外在衬底上也引出一个电极b，这就构成了一个n沟道增强型mos管。
显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。图 1(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表示由p(衬底)指向n(沟道)。
p沟道增强型mos管的箭头方向与上述相反，如图 1(c)所示。
1．vgs对id及沟道的控制作用。
mos管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。从图1(a)可以看出，增强型mos管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的pn结。当栅-源电压vgs=0时，即使加上漏-源电压vds，而且不论vds的极性如何，总有一个pn结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流id≈0。
若在栅-源极间加上正向电压，即vgs＞0，则栅极和衬底之间的sio2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场，这个电场能排斥空穴而吸引电子，因而使栅极附近的p型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移动的受主离子(负离子)，形成耗尽层，同时p衬底中的电子（少子）被吸引到衬底表面。当vgs数值较小，吸引电子的能力不强时，漏-源极之间仍无导电沟道出现，如图1(b)所示。vgs增加时，吸引到p衬底表面层的电子就增多，当vgs达到某一数值时，这些电子在栅极附近的p衬底表面便形成一个n型薄层，且与两个n+区相连通，在漏-源极间形成n型导电沟道，其导电类型与p衬底相反，故又称为反型层，如图1(c)所示。
vgs越大，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到p衬底表面的电子就越多，导电沟道越厚，沟道电阻越小。我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压，用vt表示。
由上述分析可知，n沟道增强型mos管在vgs＜vt时，不能形成导电沟道，管子处于截止状态。只有当vgs≥vt时，才有沟道形成，此时在漏-源极间加上正向电压vds，才有漏极电流产生。而且vgs增大时，沟道变厚，沟道电阻减小，id增大。
这种必须在vgs≥vt时才能形成导电沟道的mos管称为增强型mos管。
2．vds对id的影响。
如图2(a)所示，当vgs>vt且为一确定值时，漏-源电压vds对导电沟道及电流id的影响与结型场效应管相似。漏极电流id沿沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等，靠近源极一端的电压最大，这里沟道最厚，而漏极一端电压最小，其值为vgd=vgs - vds，因而这里沟道最薄。但当vds较小（vds随着vds的增大，靠近漏极的沟道越来越薄，当vds增加到使vgd=vgs-vds=vt(或vds=vgs-vt)时，沟道在漏极一端出现预夹断，如图2(b)所示。
再继续增大vds，夹断点将向源极方向移动，如图2(c)所示。由于vds的增加部分几乎全部降落在夹断区，故id几乎不随vds增大而增加，管子进入饱和区，id几乎仅由vgs决定。
3．特性曲线和电流方程。
n沟道增强型mos管的输出特性曲线如图1(a)所示。与结型场效应管一样，其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止区和击穿区几部分。转移特性曲线如图1(b)所示，由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和区(恒流区),此时id几乎不随vds而变化，即不同的vds所对应的转移特性曲线几乎是重合的，所以可用vds大于某一数值(vds＞vgs-vt)后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线，与结型场效应管相类似。
在饱和区内，id与vgs的近似关系式为。
式中ido是vgs=2vt时的漏极电流id。
mos管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型mos管中不用夹断电压vp，而用开启电压vt表征管子的特性。
从结构上看，n沟道耗尽型mos管与n沟道增强型mos管基本相似，其区别仅在于栅－源极间电压vgs=0时，耗尽型mos管中的漏－源极间已有导电沟道产生，而增强型mos管要在vgs≥vt时才出现导电沟道。原因是制造n沟道耗尽型mos管时，在sio2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子na+或k+(制造p沟道耗尽型mos管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此即使vgs=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的p型衬底表面也能感应生成n沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压vds，就有电流id。如果加上正的vgs，栅极与n沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，id增大。
反之vgs为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，id减小。当vgs负向增加到某一数值时，导电沟道消失，id趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅-源电压称为夹断电压，仍用vp表示。
与n沟道结型场效应管相同，n沟道耗尽型mos管的夹断电压vp也为负值，但是，前者只能在vgs<0的情况下工作。而后者在vgs=0，vgs>0，vp 场效应管。一 场效应管的分类场效应管分结型 绝缘栅型两大类。结型场效应管 jfet 因有两个pn结而得名，绝缘栅型场效应管 jgfet 则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是mos场效应管，简称mos管 即金属 氧化物 半导体场效应管mosfet 此外还有pmo... 现在越来越多的电子电路都在使用场效应管，特别是在音响领域更是如此，场效应管与晶体管不同，它是一种电压控制器件 晶体管是电流控制器件 其特性更象电子管，它具有很高的输入阻抗，较大的功率增益，由于是电压控制器件所以噪声小，其结构简图如图c a.场效应管是一种单极型晶体管，它只有一个p n结，在零偏压的状... cdscducgdcgs漏 源电容漏 衬底电容栅 源电容漏 源电容。cisscosscrssd di dtdv dtididmid on idqidsidsmidss ids sat 栅短路共源反向传输电容。占空比 占空系数，外电路参数 电流上升率 外电路参数 电压上升率 外电路参数 漏极电流 直流...场效应管工作原理
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