一.理解PN结与二极管PN结顾名思义当从P到N通过小电流时导通。从N到P就不导通电流无法通过。也就是利用这一特性制成了二极管。因此二极管有单向导电性。二.三个半导体制成三极管从左到右三块半导体分别为NPN型半导体。若P向N2流过小电流则N2向N1可流过大电流。若P向N2的小电流消失N2向N1的大电流消失P和N1之间出现绝缘区域。三极管缺点1.通过的大电流有限大电流需要通过两层PN结此过程导致发热损耗。2.三极管是电流控制器件必须在P和N之间通过一段小电流这会耗费一定的电能。3.三极管结构只能做分立器件或小型集成电路无法实现高密度大规模的集成电路生产。我们的目的是尽量不让电流通过PN结从而降低功耗所以不能掺杂新的半导体要从半导体的结构入手。三.结型场效应管JFET在原有PNP型三极管上将中间掺杂N型半导体上下再引出一个引脚。由于N型半导体内有大量自由电子可以移动因此上下两个引脚始终导通。要想实现开关控制还要在导通的基础上让N型半导体之间的电流能够截止断开才能实现开关的控制。因此我们要在两个P极施加负电压N极施加正电压让两个PN结都处于反向截止状态。给PN结施加反向电压PN结会处于反向截止状态在PN结结合处会形成较宽的绝缘区域。施加的反向电压越大绝缘区域就越宽最终自由电子无法通过绝缘区域就像手指捏水管一样。如果将P断负电压断开失去了反向高电压绝缘区域不断消失N型半导体上方的电流又可以重新流入下方电路从关状态回到开状态就实现了开关控制。由于左右PN结始终工作在反向截止状态没有电流流过只要施加在P极的负电压因此该结构是电压控制型器件。由于新结构是利用PN结绝缘区域的扩散所以被命名位“结型场效应管JFET”。由于控制开关的不是电流是施加在P极上的电压转换成的绝缘区域扩散的电场效应是非接触式的“相互作用”所以叫“场效应”。如图所示我们把该结构各个引脚命名中间流经大电流的区域上方引脚叫“漏极d”下方电流流出的引脚叫“源极s”左右两个P型半导体接在一起引出引脚叫“栅极g”。上图为结型场效应管的符号画法箭头指向N型半导体。把JFET用于放大电路效果很好电流不经过PN结损耗小工作稳定噪声小。但是如果用在开关电路由于电压产生的绝缘区域是用“夹紧”的方式断开电流就像用手夹水管总会有少量的水通过。对应地总会有少量电流通过绝缘区域。对于一些需要完全断开的电路是不能接受的。我们可以这样改进1.初始状态就是无电压断开状态。2.加电压后才会慢慢导通。四.增强型MOS场效应管MOS管利用了类似于电容的原理。对于电容来说当给上下极板施加电源时正极板聚集正电荷负极板聚集负电荷。把负极板换成P型半导体上面放SiO2作为绝缘层绝缘层上面再放一层金属膜作为正极。P型半导体有大量空穴少量自由电子。当给这个电容施加电压P型半导体中的电子会被吸引到上方绝缘层大量聚集形成一层电子导电层施加的电压越大这个导电层就越厚能通过的电流也越多。最后用两个N型半导体充当导电层的两端引脚最终形成了新的场效应管结构。把源极s与衬底相连施加电压的控制端是栅极g。当g和s上施加电压两侧N型半导体通过电子通道连在一起可以通过大电流。gs之间不施加电压两侧N型半导体就不会通过电子通道相连无法通过大电流。并且PN交界处形成PN结这种结构使得断开时完全没有电流通过弥补了JFET的缺陷。就如这两幅图一样施加的gs之间的电压就相当于在河岸上的高科技磁铁当磁铁在上端时河里P型半导体衬底的、里的自由电子会被吸附到顶部形成电子通道。当磁铁撤走自由电子被释放继续杂乱分布无法形成电流通道。五.增强型MOS管符号MOS管中间是三条竖线分别代表衬底和两边的两个极性衬底和s内部是连到一起的N型MOS管箭头朝内上d下s。P型MOS管箭头朝外上s下d。六.耗尽型MOS管耗尽型MOS管是在绝缘层中掺杂少量正电荷导致未通电时也会吸引一部分电子形成部分导电沟道。耗尽型MOS管符号如上图所示。中间的虚线变为直线。七.场效应管总结场效应管分为结型绝缘珊型。其中增强型MOS管应用最为广泛。八.增强型MOS管应用电路N型其中增强型NMOS管是箭头朝内下s上d电源正极接g负极接s当闭合开关g极灌入正电压MOS管导通。g极接下偏置电阻是为了防止控制端悬空无连接而出现不稳定情况。且MOS管g端容易积累静电电荷当积累的静电电压过高会将SiO2绝缘层击穿出现静电击穿。P型P型MOS管箭头朝外上s下ds接电源正极。当按键按下g极输入进低电平P型MOS管导通电压为负则此时导通否则断开。且g极接上偏置电阻使控制端无连接时g端为高电平保持在截止断开状态。