场效应管的类型
模电第五章场效应管
作出新的假设，同时重新分析电路。
P沟道MOS管电路的分析与N沟道类似，但要
注意其电源极性与电流方向不同。
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1、直流偏置电路
（2）带源极电阻的NMOS
共源放大电路
由图得
RS
Cb1 vi
Rd
Rg1 iD
Rg2
VGS VG VS
Rg 2
Rg1 Rg 2
VDD VSS
VSS
I D R VSS
VDS
Kn
vGS VT vGS
2
VDS 2Kn vGS VT
18
gm
iD vGS
VDS
Kn
vGS VT vGS
2
VDS 2Kn vGS VT
考虑到 iD Kn vGS VT 2 和 IDO KnVT 2
上式又可改写为
gm 2
K niD
2 VT
上式表明， iD越大， gm愈大。
图5.2.3
解：首先假设管工作于饱和 区，运用下式
IDQ Kn VGSQ VT 2
求得 VGSQ 2.25V
则 计算
VS 2.25V
Rd
VDD VDQ I DQ
5 2.5 10k 0.25
计算是否满足饱和条件：
VDSQ VGSQ VT
确定分析正确与否。23
（3）静态工作点的确定
在饱和区内， B
区扩展到整个沟道，沟道完全被 夹断。这时即使有漏源电压，也
2
iD
I DSS 1
vGS VP
不会有漏极电流。此时的栅源电 压称为夹断电压（截止电压）1V2 P。
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 2、特性曲线
/V
在饱和 区内，
场效应管作用及分类
??? 3、场效应管可以用作可变电阻。
??? 4、场效应管可以方便地用作恒流源。
??? 5、场效应管可以用作电子开关。
??? 场效应管的测试
??? 1、结型场效应管的管脚识别：
??? 场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。
2、饱和漏电流IDSS
在源、栅极短路条件下，漏源间所加的电压大于VP时的漏极电流称为IDSS。
3、击穿电压BVDS
表示漏、源极间所能承受的最大电压，即漏极饱和电流开始上升进入击穿区时对应的VDS。
4、直流输入电阻RGS
在一定的栅源电压下，栅、源之间的直流电阻，这一特性有以流过栅极的电流来表示，结型场效应管的RGS可达1000000000欧而绝缘栅场效应管的RGS可超过10000000000000欧。
特点:
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.
场效应管的作用
??? 1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。
2、绝缘栅场效应管
它是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属---氧化物---半导体场效应管，简称MOS场效应管。
场效应管
一、复习引入三极管是电流控制型器件，使用时信号源必须提供一定的电流，因此输入电阻较低，一般在几百～几千欧左右。
场效应管是一种由输入电压控制其输出电流大小的半导体器件，所以是电压控制型器件；使用时不需要信号源提供电流，因此输入电阻很高（最高可达1015Ω），这是场效应最突出的优点；此外，还具有噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗低优点，因此得到了广泛的应用。
按结构的不同，场效应管可分为绝缘栅型场效管（IGFET）和结型场效应管（JFET）两大类，它们都只有一种载流子（多数载流子）参与导电，故又称为单极型三极管。
二、新授（一）N沟道增强型绝缘栅场效应管MOSFET1．结构和符号图1（a）是N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构示意图，它以一块掺杂浓度较低的P型硅片作为衬底，利用扩散工艺在P型衬底上面的左右两侧制成两个高掺杂的N 区，并用金属铝在两个N区分别引出电极，分别作为源极s和漏极d ；然后在P型硅片表面覆盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层，在漏源极之间的绝缘层上再喷一层金属铝作为栅极g，另外在衬底引出衬底引线B（它通常在管内与源极s相连接）。
可见这种管子的栅极与源极、漏极是绝缘的，故称绝缘栅场效应管。
这种管子由金属、氧化物和半导体制成，故称为MOSFET，简称MOS管。
不难理解，P沟道增强型MOS管是在抵掺杂的N型硅片的衬底上扩散两个高掺杂的P区而制成。
（a）N沟道结构示意图（b） N沟道符号（c）P沟道符号图1 N沟道增强型MOS管的结构与符号图1 (b)、(c)分别为N沟道、P沟道增强型MOS管的电路符号。
2．工作原理与特性曲线以N沟道增强型MOS管为例讨论其工作原理。
（1）工作原理工作时，N沟道增强型MOS管的栅源电压u GS和漏源电压u DS均为正向电压。
当u GS=0时，漏极与源极之间无导电沟道，是两个背靠的PN结，故即使加上u DS，也无漏极电流，i D=0，如图2(a)当u GS>0且u DS较小时，在u GS作用下，在栅极下面的二氧化硅层中产生了指向P型衬底，且垂直于衬底的电场，这个电场排斥靠近二氧化硅层的P型衬底中的空穴（多子），同时吸引P型衬底中的电子（少子）向二氧化硅层方向运动。
场效应管介绍
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。
什么是场效应管
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
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。
场效应管型号
场效应管型号引言场效应管是一种重要的电子元器件，主要用于放大和开关电流信号。
不同的场效应管型号具有不同的特性和应用场景。
本文将介绍几种常见的场效应管型号，并对其特性和应用进行分析。
1. 型号 A特性•原理类型：N沟道型/ P沟道型•导通电阻：低•开关速度：高•最大耐压：10V•动态电阻：低应用•低频放大器•信号开关•DC-DC 变换器2. 型号 B特性•原理类型：P沟道型•导通电阻：高•开关速度：低•最大耐压：30V•动态电阻：高应用•电源开关•交流光源调光•系统保护3. 型号 C特性•原理类型：N沟道型•导通电阻：中等•开关速度：中等•最大耐压：20V•动态电阻：中等应用•音频放大器•数据选择器•高频振荡器4. 型号 D特性•原理类型：N沟道型•导通电阻：高•开关速度：低•最大耐压：60V•动态电阻：高应用•高压电源控制•电机驱动•逆变器5. 型号 E特性•原理类型：P沟道型•导通电阻：低•开关速度：高•最大耐压：40V•动态电阻：低应用•光电传感器•音频功放•高速数据采集结论本文介绍了几种常见的场效应管型号，并对其特性和应用进行了总结。
选择合适的场效应管型号对于电路设计和应用至关重要，需要根据实际需求来进行选择。
每种型号的场效应管都有其特定的优势和应用领域，因此在选择场效应管型号时，需要综合考虑电路的要求和性能指标。
通过深入了解场效应管型号的特性和应用，可以更好地应用它们在不同的电子领域中。
参考文献：•Smith, John.。
六种场效应管
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。
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场效应管的类型
这一节我们要了解场效应管的分类，各种场效应管的工作特点及根据特性曲线能判断管子的类型。
场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS 管）一：结型场效应管
1.结型场效应管的分类结型场效应管有两种结构形式。
它们是N 沟道结型场效应管（符号图为（1））和P 沟道结型场效应管（符号图为（2））
从图中我们可以看到，结型场效应管也具有三个电极，它们是：G——栅极；D——漏极；S——源极。
电路符号中栅极的箭头方向可理解为两个PN 结的正向导电方向。
我们根据这个特性关系可得出它的特性曲线如图（4）所示。
它描述了栅、源之间电压对漏极电流的控制作用。
从图中我们可以看出当UGS=UP 时ID=0。
我们称UP 为夹断电压。
注：转移特性和输出特性同是反映场效应管工作时，UGS、UDS、ID 之间的关系，它们之间是可以互相转换的。
二：绝缘栅场效应管(MOS 管)1.绝缘栅场效应管的分类绝缘栅场效应管也有两种结构形式，它们是N 沟道型和P 沟道型。
无论是什麽沟道，它们又分为增强型和耗尽型两种。
2.绝缘栅型场效应管的工作原理(以N 沟道增强型MOS 场效应管) 我们首先来看N 沟道增强型MOS 场效应管的符号图：如图(1)所示它是利用UGS 来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后
达到控制漏极电流的目的。