场效应管是一种电压控制器件,其工作原理是通过改变栅极(Gate)与源极(Source)之间的电压来控制漏极(Drain)与源极之间的电流。与传统的双极型晶体管(BJT)相比,FET只利用单一类型的载流子(电子或空穴)进行导电,因此也被称为单极型晶体管。分类:结型场效应管(JFET):基于PN结形成的通道,分为N沟道JFET和P沟道JFET。绝缘栅型场效应管(MOS管):分为增强型MOS管和耗尽型MOS管,每种类型又分为N沟道和P沟道。耗尽型MOS管:在栅极电压(VGS)为零时,耗尽型MOS管已经形成了导电沟道,即使没有外加电压,也会有漏极电流(ID)。这是因为在制造过程中,通过掺杂在绝缘层中引入正离子,使得在半导体表面感应出负电荷,形成导电沟道。增强型MOS管:在VGS为零时是关闭状态,不导电。只有当施加适当的正向栅极电压时,才会在半导体表面感应出足够的多数载流子,形成导电沟道。场效应管的栅极电压对其导电性能有明显影响,通过调节栅极电压可以控制电路的输出。南通金属场效应管

Drain和backgate之间的PN结反向偏置,所以只有很小的电流从drain流向backgate,如果GATE电压超过了阈值电压,在GATE电介质下就出现了channel。这个channel就像一薄层短接drain和source的N型硅,由电子组成的电流从source通过channel流到drain,总的来说,只有在gate 对source电压V 超过阈值电压Vt时,才会有drain电流。在对称的MOS管中,对source和drain的标注有一点任意性,定义上,载流子流出source,流入drain,因此Source和drain的身份就靠器件的偏置来决定了。有时晶体管上的偏置电压是不定的,两个引线端就会互相对换角色,这种情况下,电路设计师必须指定一个是drain另一个是source。南通金属场效应管随着半导体技术的不断发展,场效应管性能不断提升,有望在更多领域发挥重要作用。

场效应管使用优势:场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是既有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件。有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比三极管好。场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了普遍的应用。
在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次,VGS向负的方向变化,让VGS=VGS(off),此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。场效应管在新能源汽车、物联网、5G通信等新兴领域具有巨大的创新应用潜力。

以上讨论的是MOSFET ON状态时电阻的选择,在MOSFET OFF状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小。通常为了保证快速泻放,在Rg上可以并联一个二极管。当泻放电阻过小,由于走线电感的原因也会引起谐振(因此有些应用中也会在这个二极管上串一个小电阻),但是由于二极管的反向电流不导通,此时Rg又参与反向谐振回路,因此可以抑制反向谐振的尖峰。估算导通损耗、输出的要求和结区温度的时候,就可以参考前文所指出的方法。MOSFET的应用领域非常普遍,远非一两篇文章可以概括。JFET常用于低频放大电路、高输入阻抗的场合。南通金属场效应管
场效应管是一种重要的半导体器件,它利用电场效应控制电流,实现电路的开关和放大功能。南通金属场效应管
与双极型晶体管相比,场效应管具有如下特点。(1)场效应管是电压控制器件,它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏极电流);(2)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻(107~1012Ω)很大。(3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;(5)场效应管的抗辐射能力强;(6)由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。南通金属场效应管