如何理解场效应管的原理，大多数书籍和文章都讲的晦涩难懂，给初学的人学习造成很大的难度，要深入学习就越感到困难，本人以自己的理解加以解释，希望对初学的人有帮助，即使认识可能不是很正确，但对学习肯定有很大的帮助。
场效应管的结构
场效应管是电压控制器件，功耗比较低。而三极管是电流控制器件，功耗比较高。但场效应管制作工艺比三极管复杂，不过可以做得很小，到纳米级大小。所以在大规模集成电路小信号处理方面得到广泛的应用。对大电流功率器件处理比较困难，不过目前已经有双场效应管结构增加电流负载能力，也有大功率场管出现，大有取代三极管的趋势。场效应管具有很多比三极管优越的性能。
结型场效应管的结构
结型场效应管又叫JFET，只有耗尽型。
这里以N沟道结型场效应管为例，说明结型场效应管的结构及基本工作原理。图为N沟道结型场效应管的结构示意图。在一块N型硅，材料(沟道)上引出两个电极，分别为源极(S)和漏极(D)。在它的两边各附一小片P型材料并引出一个电极，称为栅极(G)。这样在沟道和栅极间便形成了两个PN结。当栅极开路时，沟道相当于一个电阻，其阻值随型号而不同，一般为数百欧至数千欧。如果在漏极及源极之间加上电压UDs，就有电流流过，ID将随UDS的增大而增大。如果给管子加上负偏差UGS时，PN结形成空间电荷区，其载流子很少，因而也叫耗尽区(如图a中阴影区所示)。其性能类似于绝缘体，反向偏压越大，耗尽区越宽，沟道电阻就越大，电流减小，甚至完全截止。这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片(沟道)中的电流大小的目的。
注：实际上沟道的掺杂浓度非常小，导电能力比较低，所以有几百到几千欧导通电阻。而且是PN结工作在反向偏置的状态。刚开机时，如果负偏置没有加上，此时ID是最大的。
特点：1，GS和GD有二极管特性，正向导通，反向电阻很大
2：DS也是导通特性，阻抗比较大 3：GS工作在反向偏置的状态。
4：DS极完全对称，可以反用，即D当做S，S当做D。
从以上介绍的情况看，可以把场效应管与一般半导体三极管加以对比，即栅极相当于基极，源极相当于发射极，漏极相当于集电极。如果把硅片做成P型，而栅极做成N型，则成为P沟道结型场效应管。结型场效应管的符号如图b所示。
符号：
箭头的方向仍然是PN结正向导通的方向。
绝缘栅场效应管MOSFET
结型虽然电压控制方式，但是仍然有少子的飘移形成电流。绝缘栅场效应管是栅极与衬底完全绝缘，所以叫绝缘栅场效应管。
绝缘栅型场效应晶体管在集成电路中被广泛使用，绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)分为增强型和耗尽型两大类，每类中又有N沟道和P沟道之分，N沟道又叫PMOS管，P沟道又叫NMOS管。不象双极型晶体管只有NPN和PNP两类，场效应晶体管的种类要多一些。但是它们的工作原理基本相同，所以下面以增强型N沟道场效应晶体管为例来加以说明。
绝缘栅型场效应三极管MOSFET( Metal Oxide Semiconductor FET)。分为 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道
N沟道增强型MOSFET的结构示意图和符号见图4.1。其中： D(Drain)为漏极，相当c； G(Gate)为栅极，相当b； S(Source)为源极，相当e。
（衬底断开是是指两个N区没有相连。如果两个相连，靠改变沟道的宽度来控制电流就是耗尽型）
制作过程：
取一块P型半导体作为衬底，用B表示。 用氧化工艺生成一层SiO2 薄膜绝缘层。
然后用光刻工艺腐蚀出两个孔。 扩散两个高掺杂的N型区。从而形成两个PN结。（绿色部分）
从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。 在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。
N沟道增强型MOSFET的符号如图所示。左面的一个衬底在内部与源极相连，右面的一个没有连接，使用时需要在外部连接。
（衬底在内部与源极相连，所以绝缘栅MOSFET的D、S极是不能互换的。箭头的方向仍然是衬底和S极和D极的PN结方向，而栅极没有半导体，只是电容器的一个极板。而结型的箭头是栅极向S极和D极的PN结方向，这就是为什么同样是N沟道，结型和绝缘栅型的箭头方向相反。）
2 N沟道增强型MOSFET的工作原理
对N沟道增强型MOS场效应三极管的工作原理，分两个方面进行讨论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对沟道产生影响，从而对输出电流，即漏极电流ID产生影响。
1）．栅源电压UGS的控制作用
先令漏源电压UDS=0，加入栅源电压UGS以后并不断增加。
UGS带给栅极正电荷，会将正对SiO2层的表面下的衬底中的空穴推走，从而形成一层负离子层，即耗尽层，用绿色的区域表示。
（注：耗尽层的载流子减少，导电能力变差）
同时会在栅极下的表层感生一定的电子电荷，若电子数量较多，从而在漏源之间可形成导电沟道。
显然改变UGS就会改变沟道，从而影响ID ，这说明UGS对ID的控制作用。
当UGS较小时，不能形成有效的沟道，尽管加有UDS ，也不能形成ID 。当增加UGS，使ID刚刚出现时，对应的UGS称为开启电压，用UGS(th)或UT表示。
沟道中的电子和P型衬底的多子导电性质相反，称为反型层。此时若加上UDS ，就会有漏极电流ID产生。
2）．漏源电压UDS的控制作用
设UGS＞UGS(th)，增加UDS，此时沟道的变化如下。
显然漏源电压会对沟道产生影响，因为源极和衬底相连接，所以加入UDS后， UDS将沿漏到源逐渐降落在沟道内，漏极和衬底之间反偏最大，PN结的宽度最大。所以加入UDS后，在漏源之间会形成一个倾斜的PN结区，从而影响沟道的导电性。
当UDS进一步增加时， ID会不断增加,同时，漏端的耗尽层上移，会在漏端出现夹断，这种状态称为预夹断。
当UDS进一步增加时， 漏端的耗尽层向源极伸展，此时ID基本不再增加，增加的UDS基本上降落在夹断区。
3 N沟道增强型MOSFET的特性曲线
N沟道增强型MOSFET的转移特性曲线有两条，转移特性曲线和漏极输出特性曲线。 1)转移特性曲线
(完整版)对场效应管工作原理的理解
