金属半导体场效应管

金属半导体场效应管（英语：metal semiconductor field effect transistor, MESFET），简称金半场效应管，是一种在结构上与结型场效应管类似，不过它与后者的区别是这种场效应管并没有使用PN结作为其栅极，而是采用金属、半导体接触结，构成肖特基势垒的方式形成栅极。

简介金属半导体场效应管通常由化合物半导体构成，例如砷化镓、磷化铟、碳化硅等，它的速度比由硅制造的结型场效应管或MOSFET更快，但是造价相对更高。金属半导体场效应管的工作频率最高可以达到45 GHz左右，在微波频段的通信、雷达等设备中有着广泛应用。第一个金属半导体场效应管在1966年被发明，其良好的极高频性能在随后的一年即展现出来。在数字电路设计领域，由于数字集成电路的集成度不断提高，因此使用金属半导体场效应管并不如CMOS。1

场效应管场效应管（英语：field-effecttransistor，缩写：FET）是一种通过电场效应控制电流的电子元件。

它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为“单极性晶体管”，以它的单载流子型作用对比双极性晶体管。由于半导体材料的限制，以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造，场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出，但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。1

结型场效应管结型场效应管（JFET，从英语junction-fet或者NIGFET，从英语non-insulated-gate-fet缩写而成）是单极场效应管中最简单的一种。它可以分n沟道或者p沟道两种。在下面的论述中主要以n沟道结型场效应管为例，在p沟道结型场效应管中n区和p区以及所有电压正负和电流方向正好颠倒过来。

n通道结型场效应管由一个被一个p型掺杂（阻碍层）环绕的n型掺杂组成。在n型掺杂上连有汲极（也称漏极，来自英语Drain，因此也称D极）和源极（来自英语Source，因此也称S极）。从源极到汲极的这段半导体被称为n通道。p区连有闸极（也称栅极，来自英语Gate，因此也成为G极）。这个极被用来控制结型场效应管，它与n通道组成一个pn二极管，因此结型场效应管与金属-氧化物-半导体场效应管类似，只不过在金属-氧化物-半导体场效应管中不是使用pn结，而是使用肖特基结（金属与半导体之间的结），在原理上结型场效应管与金属-氧化物-半导体场效应管是完全一样的。1

肖特基势垒肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体界面，就如同二极管具有整流特性。肖特基势垒（障壁）相较于PN结最大的区别在于具有较低的接面电压，以及在金属端具有相当薄的(几乎不存在)耗尽层宽度。

并非所有的金属-半导体接面都是具有整流特性的，不具有整流特性的金属-半导体接面则称为欧姆接触。整流属性决定于金属的功函、固有半导体的能隙，以及半导体的掺杂类型及浓度。在设计半导体器件时需要对肖特基效应相当熟悉，以确保不会在需要欧姆接触的地方意外地产生肖特基势垒。2

本词条内容贡献者为:

刘宝成 - 副教授 - 内蒙古民族大学