2-1结型场效应晶体管的工作原理

场效应管工作原理（1）场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。

一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。

它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、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，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

一、场效应管的分类场效应管分结型、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）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。

目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。

若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。

结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。

场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。

而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

见下图。

二、场效应三极管的型号命名方法现行有两种命名方法。

第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。

第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。

例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。

例如CS14A、CS45G等。

场效应晶体管的工作原理通俗解释
场效应晶体管是一种半导体器件，它广泛应用于电子电路中。

它
是一种三端管，由栅极 (Gate)，漏极 (Drain) 和源极 (Source) 三
个极组成。

场效应晶体管的工作原理非常复杂，但是可以用通俗易懂
的语言来解释。

第一步：当 Vgs = 0 时，场效应晶体管处于关闭状态。

此时，
漏结区域的电势高于源结区域，导致电子从源到漏流动。

第二步：当 Vgs > Vth 时，场效应晶体管处于开启状态。

此时
栅结区域形成一个电场，能够吸引电子从源极流入栅极，同时通过栅
极--漏极结实现漏极区域加电压，从而使电子从源极向漏极流动。

第三步：当 Vgs < Vth 时，场效应晶体管仍然处于关闭状态。

此时，栅结区域不会形成足够的电场，无法吸引电子从源极流入栅极，而漏极区域仍然在电势高于源区域。

因此，电子仍然从源到漏流动。

总之，场效应晶体管的工作原理可以用控制门极电压来控制漏极
电流的方式来概括。

因为场效应晶体管的控制能力非常强，它能够更
有效地控制大功耗电路。

场效应管工作原理（1）场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。

一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。

它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、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，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

一、场效应管的分类场效应管分结型、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）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。

目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。

若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。

结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。

场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。

而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

见下图。

二、场效应三极管的型号命名方法现行有两种命名方法。

第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。

第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。

例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。

例如CS14A、CS45G等。

场效应管原理来源：互联网作者：关键字：场效应管原理场效应管是较新型的半导体材料，利用电场效应来控制晶体管的电流，因而得名。

它的外型也是一个三极管，因此又称场效应三极管。

它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。

从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。

从场效应三极管的结构来划分，它有结型场效应三极管和绝缘栅型场效应三极管之分。

1.结型场效应三极管(1) 结构N沟道结型场效应三极管的结构如图1所示，它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。

两个P区即为栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。

图1结型场效应三极管的结构(2) 工作原理以N沟道为例说明其工作原理。

当UGS=0时，在漏、源之间加有一定电压时，在漏源间将形成多子的漂移运动，产生漏极电流。

当UGS<0时，PN结反偏，形成耗尽层，漏源间的沟道将变窄，ID将减小，UGS继续减小，沟道继续变窄，ID继续减小直至为0。

当漏极电流为零时所对应的栅源电压UGS称为夹断电压UGS(off)。

(3)特性曲线结型场效应三极管的特性曲线有两条，一是输出特性曲线(ID=f(UDS)|UGS=常量),二是转移特性曲线(ID=f(UGS)|UDS=常量)。

N沟道结型场效应三极管的特性曲线如图2所示。

(a) 漏极输出特性曲线(b) 转移特性曲线图2N沟道结型场效应三极管的特性曲线2. 绝缘栅场效应三极管的工作原理绝缘栅场效应三极管分为：耗尽型→N沟道、P沟道增强型→N沟道、P 沟道(1)N沟道耗尽型绝缘栅场效应管N沟道耗尽型的结构和符号如图3(a)所示，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。

所以当UGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。

于是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。

当UGS>0时，将使ID进一步增加。

结型场效应管原理
场效应管是一种半导体器件，常用于放大、开关电路等应用。

结型场效应管（JFET）是其中一种常见的结构。

JFET的主要原理是利用PN结形成的场效应。

它由三个区域组成：中间是一个P型或N型的半导体材料，两侧分别是控制电极（Gate）和输出电极（Drain与Source）。

控制电极之间形成的PN结—反向偏置结（Reverse biased junction），形成一个可控制的电场区域，这个电场区域控制了从Source到Drain的电流。

在工作时，当Gate和Source之间的电压增加时，PN结的电导性减小，电场区域增宽。

这会导致Source到Drain的电流减小，即输出电流被控制。

这种控制过程是通过改变电场区域宽度而实现的，因此称为场效应。

JFET有两种常见的结构：N型JFET和P型JFET。

N型JFET 是由P型材料夹在两个N型材料之间形成的，而P型JFET则是由N型材料夹在两个P型材料之间形成的。

两者的工作原理基本相同，只是电流流动方向相反。

在实际应用中，JFET具有很多优点，比如体积小，可以工作在较高的频率范围内，具有较低的噪声，以及可以工作在宽温度范围内等。

因此，JFET被广泛应用于放大器、开关和稳压器等电路中。

如何理解场效应管的原理，大多数书籍和文章都讲的晦涩难懂，给初学的人学习造成很大的难度，要深入学习就越感到困难，本人以自己的理解加以解释，希望对初学的人有帮助，即使认识可能不是很正确，但对学习肯定有很大的帮助。

场效应管的结构场效应管是电压控制器件，功耗比较低。

而三极管是电流控制器件，功耗比较高。

但场效应管制作工艺比三极管复杂，不过可以做得很小，至恸米级大小。

所以在大规模集成电路小信号处理方面得到广泛的应用。

对大电流功率器件处理比较困难，不过目前已经有双场效应管结构增加电流负载能力，也有大功率场管出现，大有取代三极管的趋势。

场效应管具有很多比三极管优越的性能。

结型场效应管的结构结型场效应管又叫JFET,只有耗尽型。

这里以N沟道结型场效应管为例，说明结型场效应管的结构及基本工作原理。

图为N沟道结型场效应管的结构示意图。

在一块N型硅，材料（沟道）上引出两个电极，分别为源极（S）和漏极（D）。

在它的两边各附一小片P型材料并引出一个电极，称为栅极（G）。

这样在沟道和栅极间便形成了两个PN结。

当栅极开路时，沟道相当于一个电阻，其阻值随型号而不同，一般为数百欧至数千欧。

如果在漏极及源极之间加上电压U DS，就有电流流过，I D将随U DS的增大而增大。

如果给管子加上负偏差U GS时，PN结形成空间电荷区，其载流子很少，因而也叫耗尽区（如图a中阴影区所示）。

其性能类似于绝缘体，反向偏压越大，耗尽区越宽，沟道电阻就越大，电流减小，甚至完全截止。

这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片（沟道）中的电流大小的目的。

注：实际上沟道的掺杂浓度非常小，导电能力比较低，所以有几百到几千欧导通电阻。

而且是PN结工作在反向偏置的状态。

刚开机时，如果负偏置没有加上，此时I D是最大的。

特点：1 , GS和GD有二极管特性，正向导通，反向电阻很大2: DS也是导通特性，阻抗比较大3: GS工作在反向偏置的状态。

4: DS极完全对称，可以反用，即D当做S , S当做D。