晶體管的導電原理！

這是一個N鉤道MOS管 它可以實現這樣的功能 當山脊沒有電壓時它是截止的 當我們給山脊施加電壓之後它就導通了 接下來說一下它的工作原理 這是MOS管的半導體結構 兩塊藍色區域爲N型半導體 它是在純淨的硅晶體中摻入了無價磷 此時這個磷原子最外層多出來一個自由電子 因爲自由電子帶負電 所以我們叫它N型半導體 N取自於negative的收字母 如果我們給N型半導體接電 它是可以導通的 因爲它內部有多餘的自由電子 無論正接還是反接都可以導通 黃色區域爲P型半導體 它是在純淨的硅晶體中摻入了三價硼 此時硼原子最外層就缺少了一個電子 我們用空穴替代缺少的這個電子 空穴吸引電子對外線正電 我們稱它爲P型半導體 P取自positive的收字母 需要注意的是P型半導體裏面並不全是空穴 它裏面也有自由電子的存在 只是沒有N型半導體裏面的那麼多 爲了便於理解 我們只展示自由電子和空穴 把P型和N型半導體結合在一塊 就構成了二極管 給它通上電就有了電場 電子的受力方向和電場線方向相反 我們乾脆把電場線扔掉 這樣更便於理解 當P端接正極 受力方向是這樣的 自由電子可以向左運動 與空穴複合 在電源的作用下 這種運動源源不斷進行 從而形成了電流 當N端接正極時 受力方向是這樣的 自由電子受到向右的電場力 不能與空穴複合 此時PN接截止 沒有形成電流 這就是二極管的單向導電性 給兩塊N型半導體 引出兩個金屬電極 分別作爲MOS管的漏極和原極 我們給它接上電 這時候它是截止的 因爲它們之間形成了兩個二極管 而且方向相反 有一個導通卻會有一個截止 所以此時MOS管截止 爲了讓它導通 在P區加了很薄的一層二氧化硅絕緣層 然後又在絕緣層上面 製作了一層金屬板 形成了山極 當我們給山極也接上電 這時候金屬板上就有了電場 它就可以把P區裏面的電子 吸引到絕緣層附近 而把空穴趕走 電壓越大 吸引過來的電子也越多 整個過程是這樣的 當自由電子吸引的足夠多時 就形成了N鉤道 所謂N鉤道 就是N型半導體之間的鉤道 由於此時N鉤道取代了 原來P型半導體中的空穴 使得原來半導體之間的偏結不復存在 爲了便於理解 此時我們可以把這個區域 看作一整塊N型半導體 所以在山極施加電壓之後 它就導通了 當我們把山極電壓去掉 N鉤道就消失了 此時MOS管必然會截止 下面說兩個MOS管 很重要的特性 第一個特性是MOS管的山極 輸入阻抗非常高 這是因爲有絕緣層的存在 它幾乎完全關閉了電子的通道 造成它的輸入電阻 可以達到上億歐姆 所以說它的輸入幾乎不取電流 這就是爲什麼現在的芯片 內部集成的幾乎都是MOS管 第二個特性 就是MOS的山極很容易被靜電擊穿 由於山極輸入阻抗很大 感應電荷很難釋放 它產生的高壓 很容易就把這一層 薄薄的絕緣層給擊穿 造成MOS管永久損壞 因爲這個絕緣層被擊穿之後 電荷再也不能像以前一樣 聚集成N鉤道 而是形成了 山極和原極之間的電流 MOS管的全稱是 Metal Oxide Semiconductor Field 你看這是金屬 這是二氧化硅氧化物 這些是半導體 這裏發生了電場效應 這樣就構成了金屬氧化物 半導體場效應晶體管 最後我們再來看 N鉤道的電路符號 你可能會有更多的理解 這分別是原極和漏極金屬板 這是山極的金屬板 中間的是絕緣層 而這個箭頭代表了 N鉤道電子的流動方向