关于增强型和耗尽型场晶体管之间的不同之处——深圳市金奇林科技

一般来说，场效应晶体管可分为耗尽型和增强型。耗尽场效应晶体管(D-FET)是指在0栅偏压时有导电通道的FET；增强场效应晶体管(E-FET)是指在0栅偏压时无通道、无导电的FET。

这两种类型的FET都有自己的特点和用途。一般来说，增强FET在高速和低功耗电路中具有很大的使用价值；当设备工作时，其网格电压的极性与泄漏电压相同，更方便电路设计。

(1)MOSFET:

对于Si半导体设备，由于Si/SiO2界面电荷（主要是正电荷-Na+污染）的影响，N型半导体表面容易产生积累层，而P型半导体表面容易产生反形（即表面反形层），因此更容易产生P沟增强型MOSFET（E-MOSFET）和N沟E-MOSFET。正因为如此，在早期的工艺水平下，p沟的E-MOSFET经常被制造出来。

当然，随着技术水平的提高，半导体的表面状态和表面电荷得到了很好的控制，因此D-MOSFET或E-MOSFET可以FET，以满足各种应用的需要。

MOSFET的导电性取决于表面通道，而在0栅偏压下能否产生通道直接关系到半导体衬底的掺杂浓度。如果使用较低的掺杂浓度衬底，则可以获得D-MOSFET；如果使用较高的掺杂浓度衬底，则可以获得E-MOSFET。

(2)JFET：

对于结型场效应晶体管(JFET)，最常见的是耗尽JFET(D-JFET)；一般不使用增强JFET(E-JFET)。这主要是因为长沟E-JFET在使用时很难产生导电沟，导电性能差。但E-JFET有时需要使用，因为需要高速和低功耗电路。

JFET导电沟在体内。这两种晶体管在工艺和结构上的差异主要在于其沟道区域的混合浓度和厚度。D-JFET沟混合浓度高，厚度大，网格结内部电压不能完全耗尽；E-JFET沟混合浓度低，厚度小，网格结内部电压可完全耗尽。

但短沟E-JFET的情况不同，因为晶体管的漏极电压可以作用于源极附近，从而减少沟内的势垒，从而形成导电沟。这种E-JFET本质上是静电感应晶体管。

(3)MESFET:

金属栅极半导体场效应晶体管(MESFET)通过栅极Schottky势垒下耗尽层厚度的变化控制导电沟宽度，从而控制输出源漏电流。

MESFET的导电通道是金属栅极下未耗尽的半导体层——通道层。如果通道层掺杂浓度高，厚度大，格栅Schottky势垒的内部电压不足以耗尽整个通道层，即有通道，即耗尽的MESFET(D-MESFET)；相反，如果通道层掺杂浓度低，厚度薄，格栅Schottky势垒的内部电压可以耗尽整个通道层，即无通道，即增强型MESFET。

(4)HEMT:

高电子迁移率晶体管(HEMT)是利用调制掺杂突变异质结中的二维电子气(2-DEG)-高迁移率的二维电子，即2-DEG薄层。控制2-DEG浓度(表面密度)可控制输出源-漏电流的大小。在0栅偏压下，是否有2-DEG，即耗尽型和增强型设备的根本区别。

在HEMT中，2-DEG出现在混合异质结的突变调制中，宽禁带半导体与施主杂质混合，窄禁带半导体不混合(即本征半导体)。对于Gaas系统的HEMT，宽禁带半导体为n型AlGas，窄禁带半导体为i-Gaas；金属栅极下面是n型AlGas层——称为顶层，形成Schottky势垒(势垒高度一般在1ev左右)。如果n型AlGas顶层的掺杂浓度适当高，厚度适当大，2-DEG将出现在0格栅偏压下，因此是耗尽FET。但是，如果n型Algas顶层的掺杂浓度较低，且厚度较薄，则在Schottky势垒的内建电压作用下，即Schottky势垒可以延伸到i-gas层，则HEMT在0格栅偏压下不会导电，因此是增强型FET。总之，对于HEMT，主要控制掺杂宽禁带半导体层的掺杂浓度和厚度。

然而，如果HEMT使用的混合异质结是极性半导体异质结，那么情况就会有所不同。例如，n+-Al异质结，由于高迁移率2-DEG主要是由极化效应产生的，有时在Al控制层中，即使不混合，也可以获得大量的2-DEG（高达10-2），2-DEG表面密度主要取决于极化效应的强度。

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