解析N沟道MOS管-反型层被夹断-为什么还可以导电

很多教科书混淆了“夹断”和“预夹断”，这里以耗尽型场效应管为例进行讨论，无论是N沟道结型场效应管（JFET）还是N沟道耗尽型MOS场效应管（MOSFET），在栅—源电压VGS一定（对于耗尽型管子初始值一般是零，即栅—源短接）的情况下，随着漏—源电压VDS的升高，当栅—漏电压绝对值|VGD|大于夹断电压绝对值（|VP|或者|VGS(off)|）之后，此时靠近漏极或者漏极区域的位置出现一个“预夹断区域”，可以粗略理解为导电沟道变成一条狭缝了，但载流子仍然可以通过这条狭缝，预夹断区域的出现只表示VDS再升高，ID也不会升高了，如果此时VGS=0，ID就称为IDSS（饱和漏源电流）。出现预夹断区域后，场效应管的工作状态就进入了“饱和区”，其实这个“饱和区”也可以叫做“预夹断区”，此时场效应管基本等效于恒流源，也就是进入了线性放大状态。

此时如果再减小栅—源电压VGS，甚至在栅—源间加负压，狭长的导电沟道就会进一步拉长，载流子通过越来越困难，ID减小（场效应管变成了受控的恒流源，即起到线性放大作用），当ID减小到一个很小的值时，称为沟道夹断，此时的夹断是完全夹断（可粗略理解为狭缝从漏极区域向源极区域方向一直拉长延伸，直到接近源极区域了），不同于刚才提到的预夹断，定义此时的栅—源电压为管子手册上的夹断电压VGS(off)，通常为负值，一般管子手册上的夹断电压参数就是这样测量出来的，这样测得的夹断电压，其绝对值等于进入预夹断状态时栅—漏电压绝对值|VGD|，但管子工作状态并不相同，测量夹断电压时管子是工作于完全夹断状态的，进入饱和区或者预夹断区时管子仅工作于预夹断状态，从预夹断到完全夹断，是受到栅—源电压VGS控制的。

对于增强型场效应管，以N沟道增强型MOS场效应管为例，VGS=0时不存在导电沟道，当VGS>0时，导电沟道开始出现，定义VDS固定，ID达到预定电流时的VGS为管子手册上的开启电压VTH或者VGS(on)，管子开启后，如果进一步升高VDS，导电沟道越来越“倾斜”，VDS上升到一定值后，靠近漏极区域的导电沟道出现预夹断区域，变成狭缝，此时也只表示VDS进一步上升ID也不再上升，预夹断并不代表ID=0。

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