場(chǎng)效應管工作原理及特點(diǎn)和作用

場(chǎng)效應晶體管(Field Effect Transistor縮寫(xiě)(FET))簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子，即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電，因此稱(chēng)為雙極型晶體管，而FET僅是由多數載流子參與導電，它與雙極型相反，也稱(chēng)為單極型晶體管。

一、MOS場(chǎng)效應管

MOS場(chǎng)效應管分N溝道管和P溝道管。通常是將襯底(基板)與源極S接在一起。金譽(yù)半導體之前提過(guò)，它是根據導電方式的不同，MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指：當VGS=0時(shí)管子是呈截止狀態(tài)，加上正確的VGS后，多數載流子被吸引到柵極，從而“增強”了該區域的載流子，形成導電溝道。耗盡型則是指，當VGS=0時(shí)即形成溝道，加上正確的VGS時(shí)，能使多數載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉向截止。

二、場(chǎng)效應管的工作原理

場(chǎng)效應管主要由三個(gè)區域組成：柵極（Gate）、漏極（Drain）和源極（Source）。在正常工作狀態(tài)下，柵極電壓控制著(zhù)源極和漏極之間的電流，從而實(shí)現對場(chǎng)效應管的控制。

當柵極電壓低于閾值電壓（Threshold Voltage）時(shí)，柵極與溝道之間沒(méi)有導電通道，電子不能從漏極流向源極，場(chǎng)效應管處于截止狀態(tài)，相當于一個(gè)絕緣體。

當柵極電壓高于閾值電壓時(shí)，柵極與溝道之間形成導電通道，電子可以沿著(zhù)溝道從漏極流向源極。此時(shí)，源極附近的載流子濃度增加，形成一個(gè)導電區域，稱(chēng)為反型層（N型或P型）。

隨著(zhù)源極電壓的進(jìn)一步升高，反型層的寬度會(huì )增大，同時(shí)溝道中的電子濃度也會(huì )增加。這樣，更多的電子可以從漏極流向源極，形成導電通道。當源極電壓達到一定值時(shí)，溝道中的電子濃度足夠大，使得整個(gè)溝道都變成導電狀態(tài)。

當柵極電壓為0V時(shí)，由于柵極與溝道之間的絕緣層消失，溝道中的電子可以在漏極和源極之間自由流動(dòng)。這意味著(zhù)場(chǎng)效應管處于導通狀態(tài)。

以N溝道為例，它是在P型硅襯底上制成兩個(gè)高摻雜濃度的源擴散區N+和漏擴散區N+，再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內部連通，二者總保持等電位。符號中的前頭方向是從外向電，表示從P型材料(襯底)指身N型溝道。當漏接電源正極，源極接電源負極并使VGS=0時(shí)，溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著(zhù)VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個(gè)擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子，形成從漏極到源極的N型溝道，當VGS大于管子的開(kāi)啟電壓VTN(一般約為+2V)時(shí)，N溝道管開(kāi)始導通，形成漏極電流ID。

三、場(chǎng)效應管的作用

　　1、場(chǎng)效應管可應用于放大。由于場(chǎng)效應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)效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

　　3、場(chǎng)效應管可以用作可變電阻。

　　4、場(chǎng)效應管可以方便地用作恒流源。

　　5、場(chǎng)效應管可以用作電子開(kāi)關(guān)。

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