2-43 N沟道增强型绝缘栅型场效应晶体管是如何工作的？

N沟道增强型绝缘栅型场效应晶体管工作原理示意图如图2-36所示。

当栅-源极间电压U_GS=0时，因漏极、源极和P型硅衬底间形成的两个PN结，不管漏-源极间电压U_DS极性如何，总有一个PN结反向偏置而处于截止状态，所以漏极电流I_D≈0。

当栅-源极间加上正向电压U_GS时，由于栅极与P型硅衬底之间为二氧化硅绝缘层，从而形成一个电容器结构。在U_GS的作用下，便产生一个垂直于衬底表面的电场，在P型衬底和二氧化硅绝缘层的界面感应出电子层。U_GS较小时，感应出的电子数量不多，这些少量的电子将被衬底中的空穴所复合，漏-源极间电流仍几乎为零，即I_D≈0。当栅源电压U_GS增大到某一数值时，产生的强电场将感应出更多的电子，除部分电子与P型硅衬底中的空穴复合外，剩余的电子便堆积在P型衬底的表面，形成一个N型层，亦称反型层。N型层将两个N⁺区连接起来形成了导电沟道，这时在漏-源极间加一个正向电压，便会出现漏极电流I_D。通常把在漏源电压作用下，使场效应晶体管由不导通转为导通的临界栅源电压称为开启电压，用U_GS（th）表示。改变U_GS的大小，就可以改变N型层的厚度，从而有效地控制漏极电流I_D的大小。由于这种场效应晶体管必须依靠外加电压才能形成导电沟道，故称为增强型。