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场效应管分类与特点主讲人：王宇浩

什么是场效应管？?场效应晶体管（FieldEffectTransistor缩写(FET)）简称场效应管。?由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高（10～1015Ω）、噪声小、7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。

目录?1.场效应管的作用?2.场效应管的分类?3.场效应管的工作原理?3.1PN结g栅极d漏极S源极?3.2结型场效应管?3.3绝缘栅场效应管

场效应管的作用?1.场效应管可应用于放大。?2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。?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。

场效应管的分类?按沟道材料分N沟道和P沟道两种。?按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。P沟道结型场效应管结型场效应管N沟道结型场效应管场效应管N沟道耗尽型绝缘栅型场效应管P沟道耗尽型N沟道增强型P沟道增强型

PN结入少量磷元素（或元素）的硅晶体（或晶体）多空穴多电子少子漂移多子扩散

结型场效应管基本结构及符号如图（a）所示,在一块N型硅半导体两侧制作两个P型区域,形成两个PN结,把两个P型区相连后引出一个电极,称为栅极,用字母G(或g)表示。（a）结构;(b)N沟道结型场效应管符号;(c)P沟道结型场效应管符号;

工作原理?在栅极和源极之间加上反向电压UGS，使PN结反向偏置，则可以通过改变UGS的大小来改变耗尽层的宽度。?当反向电压的值UGS变大时，耗尽层将变宽，于是导电沟道的宽度相应地减小，使沟道本身的电阻值增大，于是，漏极电流I将减少。所以，通过改变UGS的大小，D即可控制漏极电流I的值。D

GSV=0，VDS=0,I=0D

0VGSVPV↑耗尽层变宽GSVP为夹断电压

VGS=VP导电沟道被全夹断

V0DS但VGS-VDSVPVDS增加，d端电位高，s端电位低，导电沟道内存在电位梯度，所以耗尽层上端变宽。

VGS-VDS=VP沟道被夹断

特性曲线场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。1)转移特性在u一定时,漏极电流i与栅源电压u之间的关系称为转移特性。即DSDGS在UGS(off)≤u≤0的范围内,漏极电流i与GSD栅极电压u的关系为：GS

特性曲线2)输出特性输出特性是指栅源电压u一定,漏极电流i与漏极电压u之间的关系,即GSDDS

增强型绝缘栅型场效应管?基本结构及符号b(a)N沟道结构图;(b)N沟道符号;(c)P沟道符号;

增强型绝缘栅型场效应管原理VGS0→g吸引电子→反型层→导电沟道VGS↑→反型层变厚→VDS↑→ID↑

特性曲线?N沟道增强型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图a所示。在u≥U时,i与GSGS（th）DuGS的关系可用下式表示:?其中I是u=2U时的i值。D0GSGS（th）D?N沟道增强型绝缘栅场效应管的输出特性曲线如图所示（a）转移特性（b）输出特性

耗尽型绝缘栅场效应管?图为N沟道耗尽型场效应管的结构图。其结构与增强型场效应管的结构相似,不同的是这种管子在制造时,就在二氧化硅绝缘层中掺入了大量的正离子。耗尽型MOS管结构及符号图(a)N沟道结构图;（b）N沟道符号;（c）P沟道符号;

特性曲线?在u≥U时,i与u的关系可用下式表示:GSGS（off）DGSN沟道耗尽型场效应管特性曲线（a）转移特性;（b）输出特性;

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