場(chǎng)效應(yīng)晶體管(英語:field-effecttransistor,縮寫:FET)是一種通過電場(chǎng)效應(yīng)控制電流的電子元件。它依靠電場(chǎng)去控制導(dǎo)電溝道形狀,因此能控制半導(dǎo)體材料中某種類型載流子的溝道的導(dǎo)電性。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管有時(shí)被稱為單極性晶體管,以它的單載流子型作用對(duì)比雙極性晶體管(bipolar junction transistors,縮寫:BJT)。盡管由于半導(dǎo)體材料的限制,以及曾經(jīng)雙極性晶體管比場(chǎng)效應(yīng)晶體管容易制造,場(chǎng)效應(yīng)晶體管比雙極性晶體管要晚造出,但場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概念卻比雙極性晶體管早。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管特點(diǎn)
(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過VGS來控制ID;
(2)場(chǎng)效應(yīng)管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很大。
(3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;
(4)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);
(5)場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng);
(6)由于不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的少子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管有哪幾種分類
場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)兩大類。
按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導(dǎo)電方式:耗盡型與增強(qiáng)型,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管,而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。
一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)
1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的分類:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有兩種結(jié)構(gòu)形式,它們是N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管也具有三個(gè)電極,它們是:柵極;漏極;源極。
電路符號(hào)中柵極的箭頭方向可理解為兩個(gè)PN結(jié)的正向?qū)щ姺较颉?/p>
2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理(以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例),N溝道結(jié)構(gòu)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及符號(hào),由于PN結(jié)中的載流子已經(jīng)耗盡,故PN基本上是不導(dǎo)電的,形成了所謂耗盡區(qū),當(dāng)漏極電源電壓ED一定時(shí),如果柵極電壓越負(fù),PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚,則漏、源極之間導(dǎo)電的溝道越窄,漏極電流ID就愈小;反之,如果柵極電壓沒有那么負(fù),則溝道變寬,ID變大,所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化,就是說,場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件。
二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管
1、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)的分類:絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管也有兩種結(jié)構(gòu)形式,它們是N溝道型和P溝道型。無論是什么溝道,它們又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。
2、它是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成,所以又稱為金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管,簡(jiǎn)稱MOS場(chǎng)效應(yīng)管。
3、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理(以N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管為例)它是利用UGS來控制“感應(yīng)電荷”的多少,以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況,然后達(dá)到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí),通過工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子,故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷,這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通,形成了導(dǎo)電溝道,即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓改變時(shí),溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變,導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
場(chǎng)效應(yīng)管的工作方式有兩種:當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的稱為耗盡型;當(dāng)柵壓為零,漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強(qiáng)型。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管作用是什么
1、場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
2、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
3、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。
4、場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
5、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。
評(píng)論