1.什么叫場(chǎng)效應(yīng)管？     FET是Field-Effect-Transistor的縮寫(xiě),即為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電,因此稱(chēng)為雙極型晶體管,而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,它與雙極型相反,也稱(chēng)為單極型晶體管。FET應(yīng)用范圍很廣,但不能說(shuō)現(xiàn)在普及的雙極型晶體管都可以用FET替代。然而，由于FET的特性與雙極型晶體管的特性完全不同，能構(gòu)成技術(shù)性能非常好的電路。

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理：

(a) JFET的概念圖

(b) JFET的符號(hào)    

圖1(b)門(mén)極的箭頭指向?yàn)閜指向 n方向，分別表示內(nèi)向?yàn)閚溝道JFET，外向?yàn)閜溝道JFET。 圖1（a）表示n溝道JFET的特性例。以此圖為基礎(chǔ)看看JFET的電氣特性的特點(diǎn)。     首先，門(mén)極-源極間電壓以0V時(shí)考慮（VGS =0）。在此狀態(tài)下漏極-源極間電壓VDS 從0V增加，漏電流ID幾乎與VDS 成比例增加，將此區(qū)域稱(chēng)為非飽和區(qū)。VDS 達(dá)到某值以上漏電流ID 的變化變小，幾乎達(dá)到一定值。此時(shí)的ID 稱(chēng)為飽和漏電流（有時(shí)也稱(chēng)漏電流用IDSS 表示。與此IDSS 對(duì)應(yīng)的VDS 稱(chēng)為夾斷電壓VP ，此區(qū)域稱(chēng)為飽和區(qū)。 其次在漏極-源極間加一定的電壓VDS (例如0.8V)，VGS 值從0開(kāi)始向負(fù)方向增加，ID 的值從IDSS 開(kāi)始慢慢地減少，對(duì)某VGS 值ID =0。將此時(shí)的VGS 稱(chēng)為門(mén)極-源極間遮斷電壓或者截止電壓，用VGS (off)示。n溝道JFET的情況則VGS (off) 值帶有負(fù)的符號(hào),測(cè)量實(shí)際的JFET對(duì)應(yīng)ID =0的VGS 因?yàn)楹芾щy,在放大器使用的小信號(hào)JFET時(shí),將達(dá)到ID =0.1-10μA 的VGS 定義為VGS (off) 的情況多些。 關(guān)于JFET為什么表示這樣的特性，用圖作以下簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

      場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話(huà)說(shuō)，就是"漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID ，用以門(mén)極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的門(mén)極電壓控制ID "。更正確地說(shuō)，ID 流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結(jié)反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。 在VGS =0的非飽和區(qū)域，圖10.4.1(a)表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽螅鶕?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng)，源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID 流動(dòng)。達(dá)到飽和區(qū)域如圖10.4.2(a)所示，從門(mén)極向漏極擴(kuò)展的過(guò)度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。 在過(guò)渡層由于沒(méi)有電子、空穴的自由移動(dòng)，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動(dòng)。但是此時(shí)漏極-源極間的電場(chǎng)，實(shí)際上是兩個(gè)過(guò)渡層接觸漏極與門(mén)極下部附近，由于漂移電場(chǎng)拉去的高速電子通過(guò)過(guò)渡層。 如圖10.4.1(b)所示的那樣，即便再增加VDS ，因漂移電場(chǎng)的強(qiáng)度幾乎不變產(chǎn)生ID 的飽和現(xiàn)象。 其次，如圖10.4.2(c)所示，VGS 向負(fù)的方向變化，讓VGS =VGS (off) ，此時(shí)過(guò)渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。而且VDS 的電場(chǎng)大部分加到過(guò)渡層上，將電子拉向漂移方向的電場(chǎng)，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。

3.場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)和結(jié)構(gòu):     場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類(lèi)。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）因有兩個(gè)PN結(jié)而得名，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（JGFET）則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用最為廣泛的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管，以及最近剛問(wèn)世的πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。 按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來(lái)劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。見(jiàn)下圖。  

4、場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào)命名方法     現(xiàn)行有兩種命名方法。第一種命名方法與雙極型三極管相同，第三位字母J代表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，O代表絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。第二位字母代表 材料，D是P型硅，反型層是N溝道；C是N型硅P溝道。例如,3DJ6D是結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管，3DO6C 是絕緣柵型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管。 第二種命名方法是CS××#，CS代表場(chǎng)效應(yīng)管，××以數(shù)字代表型號(hào)的序號(hào)，#用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格。例如CS14A、CS45G等。

5、場(chǎng)效應(yīng)管的參數(shù)     場(chǎng)效應(yīng)管的參數(shù)很多，包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)，但一般使用時(shí)關(guān)注以下主要參數(shù)：

IDSS — 飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，柵極電壓U GS=0時(shí)的漏源電流。 UP — 夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。 UT — 開(kāi)啟電壓。是指增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效管中，使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。 gM — 跨導(dǎo)。是表示柵源電壓U GS — 對(duì)漏極電流I D的控制能力，即漏極電流I D變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM 是衡量場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。 BUDS — 漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù)，加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。 PDSM — 最大耗散功率。也是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。使用時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。 IDSM — 最大漏源電流。是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間所允許通過(guò)的最大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過(guò)IDSM

6、場(chǎng)效應(yīng)管的作用

場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)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。 場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。 場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。 場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。 場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān)。

7、常用場(chǎng)效用管 1、MOS場(chǎng)效應(yīng)管     即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，英文縮寫(xiě)為MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），屬于絕緣柵型。其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻（最高可達(dá)1015Ω）。它也分N溝道管和P溝道管，符號(hào)如圖1所示。通常是將襯底（基板）與源極S接在一起。根據(jù)導(dǎo)電方式的不同，MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型。所謂增強(qiáng)型是指：當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指，當(dāng)VGS=0時(shí)即形成溝道，加上正確的VGS時(shí)，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉(zhuǎn)向截止。      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(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+，再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通，二者總保持等電位。圖1（a）符號(hào)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(dāng)漏接電源正極，源極接電源負(fù)極并使VGS=0時(shí)，溝道電流（即漏極電流）ID=0。隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子，形成從漏極到源極的N型溝道，當(dāng)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(dǎo)通，形成漏極電流ID。