场效应管

场效应管原理场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。

有N沟道器件和P沟道器件。

有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。

IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。

1.1 1.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。

场效应管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。

增强型MOS(EMOS)场效应管一、工作原理1．沟道形成原理当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。

当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。

耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。

进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th)时（VGS(th) 称为开启电压），由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。

如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。

在栅极下方形成的导电沟1线性电子电路教案道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。

随着VGS的继续增加，ID将不断增加。

1.4 场效应三极管（JFET ）场效应三极管参与导电的有一种极性的载流子：多子，因此叫单极型三极管，又因这种管子是利用电场效应来控制电流的，所以又称为场效应三极管，它是一种电压控制器件，通过栅源电压GS u 来控制漏极电流D i ，在放大区，D i 的值主要取决于GS u ，而基本上与u DS 无关，常常通过跨导 来描述双极型三极管的放大作用；因场效应管只有多子参与导电，且多子的浓度不易受温度光照等环境影响，所以与双极型三极管相比，噪声小，不易受外界温度和辐射影响；场效应管因D 极与S 极PN 结反偏，输入电阻很高，栅极几乎不摄取电流，因此输入电阻很大，结型场效应管一般在107Ω以上，MOS 场效应管则高达1010Ω。

双极型三极管参与导电的有两种极性的载流子：多子和少子。

场效应管根据结构和工作原理不同可分为两大类，一类是结型场效应管，另一类是绝缘栅型场效应管。

它们都只有一种载流子(多子)参与导电,所以场效应管被称为单极型器件。

结型场效应管1.4.1结型场效应管的结构结型场效应管(Junction Field Effect Transistor)简称JFET ，有N 沟道JFET 和P 沟道JFET 之分。

图给出了JFET 的结构示意图及其表示符号。

N(P)沟道JFET ，是在一根N （P ）型半导体棒两侧通过高浓度扩散制造两个重掺杂P +型（N +）区，则在P +（N +）区和N （P ）区的交界处形成两个PN 结，将两个P +（N +）区接在一起引出一个电极，称为栅极(Gate)，在两个PN 结之间的N （P ）型半导体构成导电沟道，一端引出源极，另一端引出漏极（源极和漏极可以互换）。

在源极和漏极两个电极间加上一定电压，便在沟道中形成电场，在此电场作用下，形成由多数载流子——自由电子产生的漂移电流。

将电子发源端称为源极(Source)，接收端称为漏极(Drain)。

根据导电沟道的不同，分为N 沟道结型场效应管（其导电沟道是N 型） 和P 沟道结型场效应管（其导电沟道是P 型）1.4.2结型场效应管的原理（N 沟道结型场效应管的U GS 与P 沟道结型场效应管的U GS 方向相反） 1、U GS 对I D 的控制作用在G 极和S 极之间加上反向电压U GS ，使G 极和导电沟道之间的两个PN 结反向偏置，就可以通过改变U GS 大小来改变耗尽层的宽度。

什么是场效应管场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种用于电子设备中的半导体器件。

场效应管利用静电场控制电流流动，其工作原理与晶体管相似。

本文将介绍场效应管的定义、工作原理、类型以及应用领域。

定义：场效应管是一种三极管，由栅极（Gate）、源极（Source）和漏极（Drain）组成。

其中，栅极是控制电流的电极，源极是电流进入管子的电极，漏极是电流从管子流出的电极。

工作原理：场效应管的工作原理基于氧化物半导体场效应。

在FET内部，栅极和基底之间存在一层绝缘氧化物。

当栅极上施加电压时，电压在绝缘氧化物上产生电场，控制了栅极和基底之间的电流。

根据电压的极性和大小，场效应管可以分为两种类型：1. N沟道型场效应管（N-channel FET）：N沟道型FET的基底为P型半导体，漏极和源极之间存在一个N型的沟道。

当栅极电压为正值时，电场将吸引阳极中电子，导致电子从源极流向漏极，形成电流。

2. P沟道型场效应管（P-channel FET）：P沟道型FET的基底为N型半导体，漏极和源极之间存在一个P型的沟道。

当栅极电压为负值时，电场将吸引阴极中的空穴，导致空穴从源极流向漏极，形成电流。

应用领域：场效应管在电子设备中有广泛的应用，包括：1. 放大器：场效应管可以作为放大器，放大小信号电压或电流，用于音频放大、射频放大等应用。

2. 开关：场效应管可以作为开关，控制电流的通断。

例如，在数字逻辑电路中，场效应管可用于构建数字逻辑门电路。

3. 电源稳定器：场效应管可用于构建电源稳定器，保持电源输出的稳定性，用于电子设备的供电。

4. 数模转换器：场效应管可以将模拟信号转换为数字信号，用于模数转换器中的采样和保持电路。

总结：场效应管是一种重要的半导体器件，通过控制电场实现电流控制。

它具有放大器、开关、电源稳定器等多种应用，广泛用于电子设备和电路中。

了解场效应管的工作原理和应用，有助于理解电子技术中的基本原理和电路设计。

六种场效应管场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种非常重要的电子器件，它能够通过控制输入电场来调节输出电流。

场效应管分为MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和JFET（结型场效应管）两大类，每类中又分为增强型和耗尽型。

第一种场效应管是N沟道增强型MOSFET（N-Channel Enhanced MOSFET）。

N沟道增强型MOSFET是一种双极性器件，其栅极和漏极之间的电场控制输出电流。

当栅极电压为正值时，它吸引正极性的载流子，导致漏极电流增加。

N沟道增强型MOSFET通常用于低功率应用，如放大器和开关电路。

第二种场效应管是N沟道耗尽型MOSFET（N-Channel Depletion MOSFET）。

N沟道耗尽型MOSFET的工作原理与N沟道增强型MOSFET类似，但是它的栅极电压为0伏时有输出漏极电流，因此被称为耗尽型。

N沟道耗尽型MOSFET通常用于特定应用，如电压参考电路和电流源。

第三种场效应管是P沟道增强型MOSFET（P-Channel Enhanced MOSFET）。

P沟道增强型MOSFET与N沟道增强型MOSFET原理相同，但是它使用了P型半导体材料。

当栅极电压为负值时，它吸引负极性的载流子，导致漏极电流增加。

P沟道增强型MOSFET通常用于低功率应用和负电压电路。

第四种场效应管是P沟道耗尽型MOSFET（P-Channel Depletion MOSFET）。

P沟道耗尽型MOSFET与P沟道增强型MOSFET原理相同，只是栅极电压为0伏时有输出漏极电流。

P沟道耗尽型MOSFET通常用于特定应用，如负电压参考电路和负电流源。

第五种场效应管是结型场效应管（Junction Field-Effect Transistor，简称JFET）。

JFET是一种单极性器件，通过控制栅源电压来调节输出电流。

JFET分为N沟道和P沟道两种类型，其工作原理均基于P-N结的特性。

六种场效应管一、结型场效应管结型场效应管是一种单极场效应管，其工作原理是基于栅极电压改变二氧化硅（SiO2）层中电荷分布来实现对漏极电流的控制。

它的工作特点是在工作过程中不需要很大的功耗，并且具有良好的噪声特性。

在电子设备中，结型场效应管通常用于放大、振荡、开关等电路中。

二、绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管是一种单极场效应管，其工作原理是通过在二氧化硅（SiO2）绝缘层上覆盖金属薄膜来实现对源极和漏极之间的控制。

由于没有栅极氧化层与半导体之间的电容，因此其输入电阻非常高，并且具有低噪声特性。

在电子设备中，绝缘栅型场效应管通常用于放大、振荡、开关等电路中。

三、MOS型场效应管MOS型场效应管是一种单极场效应管，其工作原理是通过在金属-氧化物-半导体（MOS）结构上施加电压来改变电荷分布实现对漏极电流的控制。

它的优点是输入电阻高、驱动电流小、功耗低、易于集成等。

在电子设备中，MOS型场效应管通常用于放大、振荡、开关等电路中。

四、高电子饱和迁移率型场效应管高电子饱和迁移率型场效应管是一种具有高电子饱和迁移率的单极场效应管。

它的工作原理是通过改变栅极电压来改变半导体内部的电子饱和迁移率实现对漏极电流的控制。

它的优点是具有高速响应和低功耗特性，适用于高速数字电路和模拟电路中。

五、高电子饱和迁移率型场效应管高电子饱和迁移率型场效应管是一种具有高电子饱和迁移率的双极场效应管。

它的工作原理是通过改变栅极电压来改变半导体内部的电子饱和迁移率实现对漏极电流的控制。

它的优点是具有高速响应和低功耗特性，适用于高速数字电路和模拟电路中。

六、结型双极型场效应管结型双极型场效应管是一种双极场效应管，其工作原理是基于栅极电压改变半导体内部的电子和空穴浓度实现对漏极电流的控制。

它的优点是具有高速响应和低功耗特性，适用于高速数字电路和模拟电路中。

同时，它还具有较好的噪声特性和稳定性，适用于各种复杂的电子设备中。

常用场效应管的种类与识别一、什么是场效应管场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）简称场效应管。

这种晶体管由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管，它属于电压控制型半导体元件。

具有输入阻抗高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。

场效应管分结型、绝缘栅型两大类。

结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名；绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极（闸极）与其他电极完全绝缘而得名。

按沟道半导体材料的不同，场效应管又分为N沟道和P沟道两种。

P沟道场效应管的工作原理与N沟道场效应管完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已，这如同三极管有NPN型和PNP型一样。

同普通三极管一样，场效应管也有三个引脚，分别是门极（又称栅极）、源极、漏极3个端子。

场效应管可看做一只普通三极管，栅极（闸极）G对应基极B，漏极D对应集电极C，源极S对应发射极E（N沟道对应NPN型晶体管，P沟道对应PNP晶体管）。

二、常用场效应管的种类与识别目前应用最为广泛的是绝缘栅型场效应管，简称MOS管或简称MOSFET（Met al Oxide Semiconductor FET，即金属-氧化物-半导体场效应管），这里就侧重介绍绝缘栅型场效应管的相关知识与测量方法。

1、常用场效应管的种类（1）小功率场效应管常用的小功率场效应管主要有TO-92封装和SOT-23、SOT-223等封装形式。

采用TO-92封装的场效应管型号常用的有2N7002、BSP254、BS170、1N60等。

这种场效应管主要用在放大、电子开关电路中。

TO-92封装场效应管的实物如图1所示。

图1 TO-92封装场效应管采用SOT-23封装的有代码为K1N、K72、K7A、K7B的2N7002（N沟道）、代码为335的FDN335N（N沟道）、NDS356AP（P沟道）等型号。

这种场效应管主要用在放大、电子开关电路中。

场效应管参数大全场效应管（Field Effect Transistor）是一种三端电子器件，由源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）组成。

在场效应管中，栅极控制电流的流动，输出电流由源极到漏极流动。

场效应管广泛应用于电子设备和集成电路中，是数字和模拟电路中最重要的组成元件之一、下面是场效应管的一些重要参数：1. 阈值电压（Threshold Voltage）：场效应管的阈值电压（Vth）是指在栅极电压低于该值时，管子处于截止（OFF）状态，没有漏极电流流过。

阈值电压是场效应管的重要特性之一，对于管子的工作状态和电路设计都有重要影响。

2. 最大漏极电流（Maximum Drain Current）：最大漏极电流（Idmax）是指在给定的栅极-漏极电压下，场效应管可以承受的最大漏极电流。

超过最大漏极电流的电流将损坏管子。

3. 转导电导（Transconductance）：转导电导（gm）是指单位栅极-漏极电压变化时，漏极电流的变化量。

转导电导是场效应管的重要参数，也用来衡量管子的增益和灵敏度。

4. 漏极电压（Drain-Source Voltage）：漏极电压（Vds）是指场效应管的漏极与源极之间的电压差。

漏极电压对场效应管的工作状态和性能有重要影响。

5. 饱和电流（Saturation Current）：饱和电流（Idsat）是指在给定的栅极电压下，场效应管的漏极电流达到饱和状态时的电流值。

6. 耗散功率（Power Dissipation）：耗散功率是指场效应管在工作中消耗的功率。

场效应管的耗散功率深受设计要求和环境温度的影响。

7. 开启时间和关闭时间（Turn-On and Turn-Off Time）：开启时间是指场效应管由截止状态转变为导通状态所需的时间，关闭时间是指从导通状态转变为截止状态所需的时间。

8. 输入和输出电容（Input/Output Capacitance）：输入和输出电容是指场效应管输入和输出端之间的电容。