绝缘栅场效应管是在集成电路中广泛使用的一种场效应管，绝缘栅场效应管(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。
1．N沟道增强型MOS场效应管
（1）结构与符号
N沟道增强型MOSFET的结构示意图和符号见图1.4.3。
（a）结构示意图 （b）符号
图1.4.3 N沟道增强型MOSFET的结构与符号
N沟道增强型场效应管结构
N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体基片上（称为衬底B）生成一层SiO2薄膜绝缘层，然后用光刻工艺刻两个窗口，采用扩散工艺制作两个高掺杂的N型区，从N型区引出金属电极，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并引出一个电极作为栅极G。
（2）工作原理
工作原理的分析从两个方面入手，一是栅源电压uGS的对导电沟道的影响，二是漏源电压uDS的对导电沟道的影响。
首先分析栅源电压uGS的对导电沟道的影响。
N沟道增强型MOS场效应管当栅源之间不加电压时，栅极和衬底之间没有电场，漏源之间没有沟道，虽然加了漏源电压uDS，也不会产生漏极电流iD。
当加入栅源电压uGS以后，在栅极上的正电荷会在正对SiO2层的表面下的衬底中感生一定的电子电荷，见图1.4.4。当uGS达到一定数值时，即uGS≥UGS(th) 后，感生的电子电荷达到足够数量时，就在漏源之间形成导电沟道。此时若加有漏源电压uDS，就会产生漏极电流iD。UGS(th)（或用UT表示）称为开启电压。有此可见，场效应管栅源电压uGS对漏极电流iD具有控制作用。
图1.4.4 uGS的对导电沟道的影响
场效应管栅源电压堆沟道的影响
这种当uGS=0V时，iD=0，只有当uGS＞UGS(th)后才会出现导电沟道，进而产生漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。
漏源电压uDS对导电沟道也存在影响。前面已经说明栅源电压uGS的变化会引起导电沟道的变化，进而影响漏极电流iD。实际上，漏源电压也会对沟道产生影响。因为源极和衬底相连接，所以加入uDS后，在漏极和衬底之间有最大的反偏电压，PN结的宽度会随之较大。uDS将沿漏极到源极逐渐降落。而在源极和衬底之间没有反偏电压，PN结保持不变。所以，加入uDS后，在漏源之间会有一个倾斜的PN结区，从而对沟道的形状产生影响，如图1.4.5。若此时uGS＞UGS(th)，就会有漏极电流产生，且iD随iDS的增加而快速增加。当加入的uDS较大时，倾斜的沟道在漏端会出现夹断的情况，此后漏极电流不再随uDS的增加而增加，这样也就进入了饱和区。
图1.4.5 uDS的对导电沟道的影响
场效应管漏源电压堆沟道的影响
（3）特性曲线
描述MOS场效应管特性的关系主要有转移特性和输出特性。
转移特性指漏源电压uDS为常数时，漏极电流iD与栅源电压uGS之间的关系。即
输出特性指栅源电压uGS为常数时，漏极电流iD与漏源电压uDS之间的关系。即
增强型NMOS管的输出特性曲线和转移特性曲线分别如图1.4.6（a）、（b）中。
（a）输出特性曲线 （b）转移特性
图1.4.6 NMOS管的特性曲线
图1.4.6（a）是输出特性曲线，而转移特性曲线可以经以下步骤得到：在漏极输出特性曲线上，做一条垂直于X轴的一条直线，例如通过uDS=10V做垂直线与多条漏极输出特性曲线分别相交于a、b、c、d、e各点，由此可做出对应uDS=10V的转移特性曲线，如图1.4.6(b)。
2．N沟道耗尽型MOS场效应管
N沟道耗尽型MOSFET的结构示意图和符号见图1.4.7。
（a）结构示意图 （b）符号
图1.4.7 N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号
由图（a）中可以看到，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了一定量的金属正离子。所以当uGS=0时，由于这些正离子的作用已经感生出电子，形成反形层。也就是说，在没有外加电压时，已经形成导电沟道。所以，只要有漏源电压uDS，就有漏极电流iD存在。当uGS=0时，对应的漏极电流用iDSS表示。当uGS＞0时，将使iD进一步增加。uGS＜0时，随着uGS的减小漏极电流逐渐减小，直至iD=0。对应iD=0的uGS称为夹断电压，用符号uGS(off)表示，也用UP表示。与增强型场效应管一样，耗尽型场效应管的导电沟道也是由栅源电压uGS控制，也会受到漏源电压影响。
N沟道耗尽型MOSFET的输出特性和转移特性曲线如图1.4.8所示。
（a）输出特性 （b）转移特性
图1.4.8 N沟道耗尽型MOSFET的输出特性和转移特性
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