1、開發出的新一代放大元件，有 3個極性，柵極，漏極，源極，它的特點是柵極的內阻極高，采用二氧化硅 材料的可以達到幾百兆歐，屬于電壓控制型器件1. 概念：場效應晶體管（Field Effect Transistor 縮寫（FET）簡稱場效應管.由多數載流子參與導電，也稱為單極型晶 體管.它屬于電壓控制型半導體器件.特點：具有輸入電阻高（1000000001000000000Q ）、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊 穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者.作用：場效應管可應用于放大.由于場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

2、用電解電容器.場效應管可以用作電子開關.場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.場效應管可以用作可變電阻.場效應管可以方便地用作恒流源.2. 場效應管的分類場效應管分結型、絕緣柵型 （MOS） 兩大類 按溝道材料 :結型和絕緣柵型各分 N 溝道和 P 溝道兩種 .按導電方式 :耗盡型與增強型 ,結型場效應管均為耗盡型 ,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的 , 也有增強型的。場效應晶體管可分為結場效應晶體管和 MOS 場效應晶體管 ,而 MOS 場效應晶體管又分為 N 溝耗盡型和增 強型;P溝耗盡型和增強型四大類.見下圖：3. 場效應管的主要參數:Idss 飽和漏

3、源電流 .是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓 UGS=0 時的漏源電流 .Up 夾斷電壓 . 是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓.Ut 開啟電壓 .是指增強型絕緣柵場效管中 ,使漏源間剛導通時的柵極電壓.gM 跨導堤表示柵源電壓UGS 對漏極電流ID的控制能力，即漏極電流ID變化量與柵源電壓 UGS變 化量的比值 .gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數 .BVDS 漏源擊穿電壓 .是指柵源電壓 UGS 一定時，場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓 .這是一項 極限參數 ，加在場效應管上的工作電壓必須小于BVDS.PDSM 最大耗散功率 ，也是一項極限參數

4、，是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率 .使用 時， 場效應管實際功耗應小于 PDSM 并留有一定余量 .IDSM 最大漏源電流 .是一項極限參數 ，是指場效應管正常工作時 ，漏源間所允許通過的最大電流.場效應管的工作電流不應超過 IDSMCds- 漏-源電容Cdu- 漏-襯底電容Cgd- 柵-源電容Cgs- 漏-源電容Ciss- 柵短路共源輸入電容Coss- 柵短路共源輸出電容Crss- 柵短路共源反向傳輸電容D-占空比（占空系數，外電路參數）di/dt- 電流上升率（外電路參數）dv/dt- 電壓上升率（外電路參數）ID- 漏極電流（直流）IDM- 漏極脈沖電流ID（on）-

5、通態漏極電流IDQ- 靜態漏極電流（射頻功率管）IDS- 漏源電流IDSM- 最大漏源電流 IDSS- 柵-源短路時，漏極電流IDS（sat）- 溝道飽和電流（漏源飽和電流） IG-柵極電流（直流）IGF- 正向柵電流 IGR- 反向柵電流IGDO- 源極開路時，截止柵電流 IGSO- 漏極開路時，截止柵電流 IGM- 柵極脈沖電流 IGP- 柵極峰值電流 IF-二極管正向電流IGSS- 漏極短路時截止柵電流 IDSS1- 對管第一管漏源飽和電流 IDSS2- 對管第二管漏源飽和電流 Iu-襯底電流Ipr- 電流脈沖峰值（外電路參數） gfs- 正向跨導Gp- 功率增益Gps- 共源極中和高頻

6、功率增益 GpG- 共柵極中和高頻功率增益 GPD- 共漏極中和高頻功率增益 ggd- 柵漏電導 gds- 漏源電導K-失調電壓溫度系數 Ku- 傳輸系數L- 負載電感（外電路參數）LD-漏極電感 Ls- 源極電感 rDS- 漏源電阻 rDS（on）- 漏源通態電阻 rDS（of）- 漏源斷態電阻 rGD- 柵漏電阻 rGS- 柵源電阻Rg-柵極外接電阻（外電路參數）RL- 負載電阻（外電路參數） R（th）jc- 結殼熱阻 R（th）ja- 結環熱阻 PD- 漏極耗散功率PDM- 漏極最大允許耗散功率PIN- 輸入功率 POUT- 輸出功率PPK- 脈沖功率峰值（外電路參數） to（on）-

7、 開通延遲時間td（off）- 關斷延遲時間 ti- 上升時間 ton- 開通時間 toff- 關斷時間 tf-下降時間 trr- 反向恢復時間 Tj-結溫 Tjm- 最大允許結溫 Ta-環境溫度 Tc- 管殼溫度 Tstg- 貯成溫度 VDS- 漏源電壓（直流） VGS- 柵源電壓（直流） VGSF- 正向柵源電壓（直流） VGSR- 反向柵源電壓（直流） VDD- 漏極（直流）電源電壓（外電路參數） VGG- 柵極（直流）電源電壓（外電路參數） Vss- 源極（直流）電源電壓（外電路參數） VGS（th）- 開啟電壓或閥電壓 V（BR ）DSS- 漏源擊穿電壓 V（BR ）GSS- 漏源短

8、路時柵源擊穿電壓 VDS（on）- 漏源通態電壓 VDS（sat）- 漏源飽和電壓 VGD- 柵漏電壓（直流） Vsu- 源襯底電壓（直流） VDu- 漏襯底電壓（直流） VGu- 柵襯底電壓（直流） Zo- 驅動源內阻n-漏極效率（射頻功率管）Vn- 噪聲電壓 aID- 漏極電流溫度系數 ards- 漏源電阻溫度系數4. 結型場效應管的管腳識別 :判定柵極G:將萬用表撥至Rxik檔,用萬用表的負極任意接一電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個極，測其電阻 .若兩次測得的電阻值近似相等 ,則負表筆所接觸的為柵極 ,另外兩電極為漏極和源極 .漏極和源極互換 若兩次測出的電阻都很大，則為N溝道;若兩

9、次測得的阻值都很小，則為P溝道.判定源極S、漏極D:在源-漏之間有一個 PN 結，因此根據 PN 結正、 反向電阻存在差異 ，可識別 S 極與 D 極.用交換表筆法測兩次 電阻，其中電阻值較低 （一般為幾千歐至十幾千歐） 的一次為正向電阻 ，此時黑表筆的是 S 極，紅表筆接 D 極.5. 場效應管與晶體三極管的比較場效應管是電壓控制元件 ,而晶體管是電流控制元件 . 在只允許從信號源取較少電流的情況下 , 應選用場效應 管; 而在信號電壓較低 , 又允許從信號源取較多電流的條件下 ,應選用晶體管 .晶體三極管與場效應管工作原理完全不同，但是各極可以近似對應以便于理解和設計：晶體管： 基極 發射

10、極 集電極場效應管 ： 柵極 源極 漏極要注意的是，晶體管設計發射極電位比基極電位低 （約 0.6V） ，場效應管源極電位比柵極電位高（約 0.4V） 場效應管是利用多數載流子導電 ,所以稱之為單極型器件 ,而晶體管是即有多數載流子 ,也利用少數載流子導 電, 被稱之為雙極型器件 .有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負 ,靈活性比晶體管好 .場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作, 而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上 ,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用.一、場效應管的結構原理及特性 場效應管有結型和絕緣柵兩種結構，每種結構又有 N 溝道

11、和 P 溝道兩種 導電溝道。1、結型場效應管（ JFET ）（1 ）結構原理 它的結構及符號見圖 1 。在 N 型硅棒兩端引出漏極 D 和源極 S 兩個電極，又在硅棒的兩側 各做一個 P 區，形成兩個 PN 結。在 P 區引出電極并連接起來，稱為柵極 Go 這樣就構成了 N 型溝道的場 效應管圖1、N溝道結構型場效應管的結構及符號由于 PN 結中的載流子已經耗盡，故 PN 基本上是不導電的，形成了所謂耗盡區，從圖 1 中可見，當漏極 電源電壓 ED 一定時，如果柵極電壓越負， PN 結交界面所形成的耗盡區就越厚，則漏、源極之間導電的溝 道越窄，漏極電流 ID 就愈小；反之，如果柵極電壓沒有那么

12、負，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，場效應管是電壓控制元件。（2 ）特性曲線1 ）轉移特性圖2 （a）給出了 N溝道結型場效應管的柵壓-漏流特性曲線，稱為轉移特性曲線，它和電子管的動態特性 曲線非常相似，當柵極電壓 VGS=O時的漏源電流。用IDSS表示。VGS變負時，ID逐漸減小。ID接近于 零的柵極電壓稱為夾斷電壓，用VP表示，在0AVG9VP的區段內，ID與VGS的關系可近似表示為：ID=IDSS （ 1-|VGS/VP| ）其跨導gm為：gm= （ ID/ VGS ） |VDS=常微（微歐）|式中： id-漏極電流增量（微安） V

13、GS 柵源電壓增量（伏）圖 2、結型場效應管特性曲線2）漏極特性（輸出特性）圖 2（b） 給出了場效應管的漏極特性曲線，它和晶體三極管的輸出特性曲線 很相似。 可變電阻區（圖中I區）在I區里VDS比較小，溝通電阻隨柵壓 VGS而改變，故稱為可變電阻區。當 柵壓一定時，溝通電阻為定值，ID隨VDS近似線性增大，當 VGS v VP時，漏源極間電阻很大（關斷）。 IP=0 ；當 VGS=0 時，漏源極間電阻很小（導通） ， ID=IDSS 。這一特性使場效應管具有開關作用。 恒流區（區中II區）當漏極電壓 VDS繼續增大到VDS |VP|時，漏極電流，IP達到了飽和值后基本保 持不變，這一區稱為恒

14、流區或飽和區，在這里，對于不同的 VGS 漏極特性曲線近似平行線，即 ID 與 VGS 成線性關系，故又稱線性放大區。 擊穿區（圖中山區）如果 VDS繼續增加，以至超過了 PN結所能承受的電壓而被擊穿，漏極電流ID突然增大，若不加限制措施，管子就會燒壞。2、絕緣柵場效應管它是由金屬、氧化物和半導體所組成，所以又稱為金屬-氧化物 -半導體場效應管，簡稱 MOS 場效應管。（ 1 ）結構原理它的結構、電極及符號見圖 3所示，以一塊P型薄硅片作為襯底，在它上面擴散兩個高雜質的N型區，作為源極S和漏極D。在硅片表覆蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個電極G （柵極）由于柵極與其它電極絕緣，所以稱為絕緣

15、柵場面效應管。圖 3、 N 溝道（耗盡型）絕緣柵場效應管結構及符號 在制造管子時，通過工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些 負電荷把高滲雜質的 N區接通，形成了導電溝道，即使在 VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓 改變時， 溝道內被感應的電荷量也改變， 導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。場效應管的式作方式有兩種： 當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型， 當柵壓為零， 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型。（ 2 ）特性曲線1） 轉移特性（柵壓 漏流特性）圖4（a）給出了 N

16、溝道耗盡型絕緣柵場效應管的轉移行性曲線，圖中Vp為夾斷電壓（柵源截止電壓）；DSS為飽和漏電流。圖4 （ b）給出了 N溝道增強型絕緣柵場效管的轉移特性曲線，圖中Vr為開啟電壓，當柵極電壓超過 VT時，漏極電流才開始顯著增加。2）漏極特性（輸出特性）圖5 （ a）給出了 N溝道耗盡型絕緣柵場效應管的輸出特性曲線。圖5（b）為N溝道增強型絕緣柵場效應管的輸出特性曲線。圖 4、 N 溝道 MOS 場效管的轉移特性曲線圖 5、 N 溝道 MOS 場效應管的輸出特性曲線此外還有 N 襯底 P 溝道（見圖 1）的場效應管，亦分為耗盡型號增強型兩種， 各種場效應器件的分類，電壓符號和主要伏安特性（轉移特性、輸出特性）二、場效應管的主要參數1、夾斷電壓 VP當 VDS 為某一固定數值，使 IDS 等于某一微小電流時，柵極上所加的偏壓 VGS 就是夾斷電壓 VP。2、飽和漏電流 IDSS在源、柵極短路條件下，漏源間所加的電壓大于 VP 時的漏極電流稱為 IDSS。3、擊穿電壓 BVDS表示漏、源極間所能承受的最大電壓，即漏極飽和電流開始上升進入擊穿區時對應的