N沟道耗尽型MOS管

从结构上看，N沟道耗尽型MOS管与N沟道增强型MOS管基本相似,其区别仅在于栅－源极间电压v_GS=0时，耗尽型MOS管中的漏－源极间已有导电沟道产生，而增强型MOS管要在v_GS≥V_T时才出现导电沟道。原因是制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO₂绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na⁺或K⁺(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此即使v_GS=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v_DS，就有电流i_D。如果加上正的v_GS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，i_D增大。反之v_GS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，i_D减小。当v_GS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，i_D趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅-源电压称为夹断电压，仍用V_P表示。与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断电压V_P也为负值，但是，前者只能在v_GS<0的情况下工作。而后者在v_GS=0，v_GS>0，V_P<v_GS<0的情况下均能实现对i_D的控制，而且仍能保持栅-源极间有很大的绝缘电阻,使栅极电流为零。这是耗尽型MOS管的一个重要特点。

图1(b)、(c)分别是N沟道和P沟道耗尽型MOS管的代表符号。

在饱和区内，耗尽型MOS管的电流方程与结型场效应管的电流方程相同，即