增強(qiáng)型MOS管和耗盡型MOS管的區(qū)別

功率MOSFET分為耗盡型（DM）和增強(qiáng)型（EM）兩種，兩者主要在于導(dǎo)電溝道的區(qū)別，兩者的控制方式不同。  

耗盡型MOS管的G端在不施加電壓時(shí)就會(huì)有導(dǎo)電溝道的存在，增強(qiáng)型MOS管則相反，只有在開啟后，才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道，它的Vgs必須大于柵極閾值電壓才行。  

耗盡型MOS管的Vgs（柵極電壓）則可以正、零、負(fù)電壓控制導(dǎo)通。若要使漏極和源極不導(dǎo)通，則需要在柵極處施加一定的負(fù)電壓，通常會(huì)把耗盡型MOSFET理解成一種“常閉開關(guān)”。

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管  

溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)型MOSFET結(jié)構(gòu)類似，只有一點(diǎn)不同，就是N溝道耗盡型MOSFET在柵極電壓uGS=0時(shí)，溝道已經(jīng)存在。該N溝道是在制造過(guò)程中應(yīng)用離子注入法預(yù)先在襯底的表面，在D、S之間制造的，稱之為初始溝道。N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖1.（a）所示，它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)VGS＝0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當(dāng)VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。VGS＜0時(shí)，隨著VGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID＝0。對(duì)應(yīng)ID＝0的VGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)VGS(off)表示，有時(shí)也用VP表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線 (插圖)   由于耗盡型MOSFET在uGS=0時(shí)，漏源之間的溝道已經(jīng)存在，所以只要加上uDS,就有iD流通。如果增加正向柵壓uGS，柵極與襯底之間的電場(chǎng)將使溝道中感應(yīng)更多的電子，溝道變厚，溝道的電導(dǎo)增大。   如果在柵極加負(fù)電壓（即uGS＜0＝，就會(huì)在相對(duì)應(yīng)的襯底表面感應(yīng)出正電荷，這些正電荷抵消N溝道中的電子，從而在襯底表面產(chǎn)生一個(gè)耗盡層，使溝道變窄，溝道電導(dǎo)減小。當(dāng)負(fù)柵壓增大到某一電壓Up時(shí)，耗盡區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)溝道，溝道完全被夾斷（耗盡），這時(shí)即使uDS仍存在，也不會(huì)產(chǎn)生漏極電流，即iD=0。UP稱為夾斷電壓或閾值電壓，其值通常在–1V–10V之間N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)圖和轉(zhuǎn)移特性曲線分別如圖所示。

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管

增強(qiáng)型是指：當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)柵極加有電壓時(shí)，若0＜VGS＜VGS(th)時(shí)，通過(guò)柵極和襯底間形成的電容電場(chǎng)作用，將靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體中的多子空穴向下方排斥，出現(xiàn)了一薄層負(fù)離子的耗盡層；同時(shí)將吸引其中的少子向表層運(yùn)動(dòng)，但數(shù)量有限，不足以形成導(dǎo)電溝道，將漏極和源極溝通，所以仍然不足以形成漏極電流ID。進(jìn)一步增加VGS，當(dāng)VGS＞VGS(th)時(shí)（ VGS(th)稱為開啟電壓），由于此時(shí)的柵極電壓已經(jīng)比較強(qiáng)，在靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體表層中聚集較多的電子，可以形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。在柵極下方形成的導(dǎo)電溝道中的電子，因與P型半導(dǎo)體的載流子空穴極性相反,故稱為反型層。隨著VGS的繼續(xù)增加,ID將不斷增加。在VGS＝0V時(shí)ID＝0，只有當(dāng)VGS＞VGS(th)后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，所以,這種MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。VGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系可用iD＝f(VGS(th))|VDS=const這一曲線描述，稱為轉(zhuǎn)移特性曲線，如下圖

工作原理不同  

增強(qiáng)型MOS管（Enhancement Mode MOSFET）在柵極電壓為零時(shí)，溝道不導(dǎo)電，即處于截止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)柵極電壓大于閾值電壓時(shí)，溝道才開始導(dǎo)電，漏極和源極之間才有電流流過(guò)。因此，增強(qiáng)型MOS管需要正柵壓才能工作，具有常閉特性。  耗盡型MOS管（Depletion Mode MOSFET）在柵極電壓為零時(shí)，溝道已經(jīng)存在并導(dǎo)電，即處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)柵極施加負(fù)電壓時(shí)，溝道變窄，導(dǎo)電能力減弱；當(dāng)柵極電壓降至某一負(fù)值時(shí)，溝道完全消失，管子截止。因此，耗盡型MOS管可以在零柵壓或負(fù)柵壓下工作，具有常開特性。  

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同  

增強(qiáng)型MOS管的柵極與溝道之間通過(guò)一層絕緣的氧化物隔開，形成電容結(jié)構(gòu)。當(dāng)柵極施加正電壓時(shí)，電容充電，吸引溝道中的電子向柵極靠近，從而形成導(dǎo)電溝道。這種結(jié)構(gòu)使得增強(qiáng)型MOS管具有較高的輸入阻抗和較好的隔離性能。  耗盡型MOS管在結(jié)構(gòu)上與增強(qiáng)型類似，但其溝道在零柵壓時(shí)已經(jīng)存在。這通常是通過(guò)在制造過(guò)程中調(diào)整溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。耗盡型MOS管的柵極電壓變化主要影響溝道的寬度和導(dǎo)電能力，而不是溝道的形成。  

性能表現(xiàn)不同  

由于工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的差異，增強(qiáng)型和耗盡型MOS管在性能上也有所區(qū)別。增強(qiáng)型MOS管具有較高的開關(guān)速度和較低的導(dǎo)通電阻，適用于高頻、高速電路。同時(shí)，由于常閉特性，它在電力電子系統(tǒng)中也具有良好的安全性能。  耗盡型MOS管雖然開關(guān)速度相對(duì)較低，但其導(dǎo)通電阻較小且在大電流下變化不大，因此具有較好的線性放大特性。此外，耗盡型MOS管可以在負(fù)柵壓下工作，這使得它在某些特定應(yīng)用場(chǎng)景中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。  

應(yīng)用場(chǎng)景不同  

基于上述性能特點(diǎn)，增強(qiáng)型和耗盡型MOS管在應(yīng)用場(chǎng)景上也有所不同。增強(qiáng)型MOS管廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路、模擬電路以及電力電子系統(tǒng)中，如開關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。其常閉特性保證了系統(tǒng)的安全性和可靠性。  耗盡型MOS管則主要應(yīng)用于模擬電路中的線性放大、電壓調(diào)節(jié)以及需要負(fù)柵壓工作的特殊場(chǎng)合。例如，在某些音頻放大器中，耗盡型MOS管可以提供更好的音質(zhì)和更低的失真度。  綜上所述，增強(qiáng)型和耗盡型MOS管在工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能表現(xiàn)及應(yīng)用場(chǎng)景等方面均存在顯著差異。了解和掌握這些差異有助于我們更好地選擇和使用適合的MOS管類型，以滿足不同的電路設(shè)計(jì)需求。