基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?

基本的半导体器件主要有以下几种：pn结二极管，金属氧化物场效应晶体管（MOS）,双极晶体管（BJT）,结型场效应晶体管。pn结二极管结构：其中pn结二极管由n型半导体和p型半导体接触产生。工作原理：由于二者接触后产生由n型半导体指向p型半导体的内建电场，当外加电压由n型半导体指向p型半导体时进一步增强了其内建电场，因而其电流会很小，当外加电压由p型指向n型时，内建电场降低，电流可顺利通过pn结，形成单向导电的特性。MOS结构：主要由栅极，漏极及源极三部分构成。工作原理：通过栅极控制沟道载流子浓度实现对源极及漏极电流的控制。BJT结构：由发射极，基极，集电极构成。基本原理：通过控制发射极与基极之间的电压以及集电极与基电极之间的电压实现电流的放大，截至等效应。结型场效应晶体管：与MOS构成类似，不同点仅在于其栅极位于沟道的上下两侧。工作原理：上下栅极同时控制沟道的载流子浓度及沟道的宽度实现对电流的控制。

场效应管（FET，Field Effect Transistor)电压产生的电场来控制管子工作的。现在最常用的是MOSFET（M是金属，O是氧化物，S是半导体），三者恰好形成一个电容，中间的氧化物作为电容的电介质。

电子往电势高的地方（正极）流动聚集，空穴向电势低的地方（负极）流动聚集。

以N管为例：

（1）在不加电源的情况下，源极和漏极都充满了电子，是N型半导体，而它们之间的衬底却是P型半导体，相当于两个反串的PN结，电阻很大。也可以理解为两个导体被中间的衬底隔离开了。此时无法导电。

（2）在栅极上加上一个正电压之后，这个电压在栅极和衬底之间形成了一个栅极指向衬底的电场，这个电场吸引电子，使电子在栅氧化层下方聚集，同时将空穴排斥开。随着栅压的升高，电子的浓度越来越大，空穴浓度越来越小。本来栅氧化层边缘的衬底为P型半导体，空穴浓度大于电子浓度，但是当栅极电压加到一定程度（Vth）时，电子的浓度开始超过空穴浓度，此时P型衬底变为N型衬底，也就是变成“沟道”将源极和漏极连起来了，此时就可以导电了。

（3）栅极的电压必须比源极或漏极高一个Vth，对应端的沟道才能导通，不然就会夹断。导通部分电阻很小，夹断部分电阻非常大（即空间电荷区）。

（4）沟道两端同时夹断，就工作在截止区；只有一端夹断，就工作在饱和区；没有夹断，就工作在线性区。截止区就相当于断开不工作，饱和区相当于一个电流源，线性区相当于一个电阻。

总之，场效应管就是靠这个“沟道”来工作的，没有“沟道”就休眠了。

---