自20世纪80年代中期以来，MOSFET 一直是大多数开关电源 (SMPS) 中的首选晶体管。MOSFET用作主开关晶体管，在作为门控整流器时提高效率。本文主要是对P 沟道和N 沟道增强模式MOSFET进行比较。

N沟道和P沟道MOSFET电气符号图

MOSFET的构造

MOSFET的结构与FET类似。在连接栅极（S）端子的基板上沉积氧化层。由于该氧化层充当绝缘体（与衬底绝缘），因此MOSFET也称为IGFET。在MOSFET的制造过程中，轻掺杂衬底会扩散至有重掺杂区域。根据所使用的基板，它们被分为P型或N型MOSFET。

MOSFET 的操作由栅极（S）电压控制。由于栅极与沟道之间隔离，因此可以向其施加正电压和负电压。当栅极偏置电压为负时，它充当耗尽型MOSFET，当栅极偏置电压为正时，它充当增强型MOSFET。

MOSFET 的结构

MOSFET的符号

所有MOSFET上都有栅极 (G)、源极 (S) 和漏极 (D) 引脚。栅极和源极之间的电压 (Vgs) 决定电流是否流过源极和漏极。每种类型都有其打开或关闭MOSFET的逻辑。

如果MOSFET完全导通且Vgs在3~5V范围内，则它被归类为逻辑电平 MOSFET。如果使用 5V Arduino板/STC单片机板，所有逻辑电平 MOSFET 都应该没问题。如果使用 3.3V板，需要确保使用的MOSFET与3.3V开关电平兼容。MOSFET通常需要Vgs为 10V或更高才能完全导通。

N沟道MOSFET与P沟道MOSFET的开启

N沟道MOSFET的源极接地，漏极连接负载，当向栅极施加正电压时，FET导通。N沟道MOSFET是最常用且最容易使用的。它们的生产成本较低，因此比P沟道MOSFET的价格更低，性能更高。

在P沟道 MOSFET中，源极连接到正电压，当栅极电压低于某个阈值 (Vgs 0) 时FET 导通。这意味着，如果想使用P沟道MOSFET切换高于5V的电压，则需要另一个晶体管（某种类型）来打开和关闭它。

P沟道MOSFET

P沟道位于P沟道MOSFET的源极端子和漏极端子之间。它是一个四端子器件，具有以下端子：栅极、漏极、源极和主体。漏极和源极是p+区域，主体或衬底是n型。电流沿着带正电的空穴的方向流动。

当具有排斥力的负电压施加到栅极端子时，氧化层下方的电子被向下推入基板中。耗尽区充满了与施主原子相关的束缚正电荷。负栅极电压还将空穴从p+源极和漏极区域吸引到沟道区域中。

耗尽模式 P 通道

P通道增强模式

P沟道耗尽型 MOSFET 在结构上与N沟道耗尽型MOSFET完全相反。在这种情况下，预构建沟道由夹在重掺杂p型源极和漏极区域之间的p型杂质制成。当我们向栅极端子施加正电压时，静电作用会吸引少数载流子，即来自p型区域的自由电子，从而形成静态负杂质离子。结果在沟道中形成耗尽区，并且沟道的电导率降低。我们可以通过向栅极施加正电压来控制漏极电流。

N沟道MOSFET

N沟道MOSFET的N沟道区域位于源极端子和漏极端子之间。它是一个四端子器件，具有以下端子：栅极、漏极、源极和主体。这种类型的场效应晶体管的漏极和源极是重掺杂的n+区域，而衬底或本体是P型的。

此类MOSFET中的电流是由带负电的电子引起的。当具有排斥力的正电压施加到栅极端子时，氧化层下方的空穴被向下推入基板中。与原子相关的束缚负电荷填充耗尽区。

当电子到达通道时，通道就形成了。正电压还将电子从 n+ 源极和漏极区域吸引到沟道中。当在漏极和源极之间施加电压时，电流在它们之间自由流动，栅极电压控制沟道中的电子。如果我们施加负电压而不是正电压，则会在氧化层下方形成空穴沟道。

增强模式N通道

N 沟道耗尽型和增强型的符号

N沟道MOSFET的工作原理是假设大多数载流子是电子。沟道中电子的运动负责晶体管中的电流流动。栅极端子的形成需要使用p衬底材料。

N 沟道特性

在n沟道增强模式下，在栅极和终端源极电压超过最小电压截止值之前，没有电流流过晶体管。当在漏极和终端源极处施加电压时，没有可见的电流流动。