N沟MOS晶体管
金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-SemIConductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而PMOS管和NMOS管一同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC。
由p型衬底和两个高浓度n分散区构成的MOS管叫作n沟道MOS管，该管导通时在两个高浓度n分散区间构成n型导电沟道。n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压，且只需栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道发生的n沟道MOS管。n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压（栅源电压为零）时，就有导电沟道发生的n沟道MOS管。
NMOS集成电路是N沟道MOS电路，NMOS集成电路的输入阻抗很高，根本上不需求吸收电流，因而，CMOS与NMOS集成电路衔接时不必考虑电流的负载问题。NMOS集成电路大多选用单组正电源供电，并且以5V为多。CMOS集成电路只需选用与NMOS集成电路相同的电源，就可与NMOS集成电路直接衔接。不过，从NMOS到CMOS直接衔接时，因为NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平，因而需求运用一个（电位）上拉电阻R，R的取值一般选用2～100KΩ。
N沟道增强型MOS管的结构
在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，别离作漏极d和源极s。
然后在半导体外表掩盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。
在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一同的(大多数管子在出厂前已衔接好)。
它的栅极与其它电极间是绝缘的。
图(a)、(b)别离是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表明由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图(c)所示。
N沟道增强型MOS管的作业原理
（1）vGS对iD及沟道的操控造用
① vGS=0 的状况
从图1(a)能够看出，增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当栅——源电压vGS=0时，即便加上漏——源电压vDS，并且不管vDS的极性怎么，总有一个PN结处于反偏状况，漏——源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流iD≈0。
② vGS>0 的状况
若vGS＞0，则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便发生一个电场。电场方向垂直于半导体外表的由栅极指向衬底的电场。这个电场能排挤空穴而招引电子。
排挤空穴：使栅极邻近的P型衬底中的空穴被排挤，剩余不能移动的受主离子(负离子)，构成耗尽层。招引电子：将 P型衬底中的电子（少子）被招引到衬底外表。
（2）导电沟道的构成：
当vGS数值较小，招引电子的才干不强时，漏——源极之间仍无导电沟道呈现，如图1(b)所示。vGS添加时，招引到P衬底外表层的电子就增多，当vGS到达某一数值时，这些电子在栅极邻近的P衬底外表便构成一个N型薄层，且与两个N+区相连通，在漏——源极间构成N型导电沟道，其导电类型与P衬底相反，故又称为反型层，如图1(c)所示。vGS越大，效果于半导体外表的电场就越强，招引到P衬底外表的电子就越多，导电沟道越厚，沟道电阻越小。
开端构成沟道时的栅——源极电压称为敞开电压，用VT表明。
上面评论的N沟道MOS管在vGS＜VT时，不能构成导电沟道，管子处于截止状况。只需当vGS≥VT时，才有沟道构成。这种必须在vGS≥VT时才干构成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。沟道构成今后，在漏——源极间加上正向电压vDS，就有漏极电流发生。
vDS对iD的影响
如图(a)所示，当vGS>VT且为一确认值时，漏——源电压vDS对导电沟道及电流iD的影响与结型场效应管类似。
漏极电流iD沿沟道发生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再持平，接近源极一端的电压最大，这儿沟道最厚，而漏极一端电压最小，其值为VGD=vGS－vDS，因而这儿沟道最薄。但当vDS较小（vDS<vGS–VT）时，它对沟道的影响不大，这时只需vGS必定，沟道电阻简直也是必定的，所以iD随vDS近似呈线性改变。
跟着vDS的增大，接近漏极的沟道越来越薄，当vDS添加到使VGD=vGS－vDS=VT(或vDS=vGS－VT)时，沟道在漏极一端呈现预夹断，如图2(b)所示。再持续增大vDS，夹断点将向源极方向移动，如图2(c)所示。因为vDS的添加部分简直悉数降落在夹断区，故iD简直不随vDS增大而添加，管子进入饱满区，iD简直仅由vGS决议。
N沟道增强型MOS管的特性曲线、电流方程及参数
（1） 特性曲线和电流方程
1）输出特性曲线
N沟道增强型MOS管的输出特性曲线如图1(a)所示。与结型场效应管相同,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱满区、截止区和击穿区几部分。
2）搬运特性曲线
搬运特性曲线如图1(b)所示,因为场效应管作扩大器材运用时是作业在饱满区(恒流区),此刻iD简直不随vDS而改变,即不同的vDS所对应的搬运特性曲线简直是重合的,所以可用vDS大于某一数值(vDS＞vGS-VT)后的一条搬运特性曲线替代饱满区的一切搬运特性曲线.
3）iD与vGS的近似联系
与结型场效应管相类似。在饱满区内,iD与vGS的近似联系式为
式中IDO是vGS=2VT时的漏极电流iD。
（2）参数
MOS管的主要参数与结型场效应管根本相同，仅仅增强型MOS管中不必夹断电压VP ，而用敞开电压VT表征管子的特性。
N沟道耗尽型MOS管的根本结构
（1）结构：
N沟道耗尽型MOS管与N沟道增强型MOS管根本类似。
（2）差异：
耗尽型MOS管在vGS=0时，漏——源极间已有导电沟道发生，而增强型MOS管要在vGS≥VT时才呈现导电沟道。
（3）原因：
制作N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了很多的碱金属正离子Na+或K+(制作P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因而即便vGS=0时，在这些正离子发生的电场效果下，漏——源极间的P型衬底外表也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只需加上正向电压vDS，就有电流iD。
假如加上正的vGS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中招引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，iD增大。反之vGS为负时，沟道中感应的电子削减，沟道变窄，沟道电阻变大，iD减小。当vGS负向添加到某一数值时，导电沟道消失，iD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VP表明。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VP也为负值，可是，前者只能在vGS<0的状况下作业。而后者在vGS=0，vGS>0，VP<vGS<0的状况下均能完成对iD的操控，并且仍能坚持栅——源极间有很大的绝缘电阻,使栅极电流为零。这是耗尽型MOS管的一个重要特色。图(b)、(c)别离是N沟道和P沟道耗尽型MOS管的代表符号。
（4）电流方程：
在饱满区内，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：
各种场效应管特性比较
