场效应管的作用_生活广记

场效应管的作用
【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?。?不必使用电解电容器。
2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
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。
场效应管是场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）的简称。主要有两种类型（junction FET—JFET)和金属 -?氧化物半导体场效应管（metal-oxide semiconductor FET，简称MOS-FET）。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（107～1015Ω）、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。
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一、工作原理
场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的ID，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID” 。更正确地说，ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电?。?源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。
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。
1、MOS场效应管电源开关电路
MOS场效应管也被称为金属氧化物半导体场效应管(metalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET) 。它一般有耗尽型和增强型两种。增强型MOS场效应管可分为NPN型PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。场效应管的输出电流是由输入的电压（或称电?。┛刂? ，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。
在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极， N端接正极）时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中（见图7b），从而形成电流，使源极和漏极之间导通。可以想像为两个N型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。
2、C-MOS场效应管（增强型MOS场效应管）
电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道MOS场效应管组合在一起使用。当输入端为低电平时，P沟道MOS场效应管导通，输出端与电源正极接通。当输入端为高电平时， N沟道MOS场效应管导通，输出端与电源地接通。在该电路中， P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作，其相位输入端和输出端相反。通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。同时由于漏电流的影响，使得栅压在还没有到0V ，通常在栅极电压小于1到2V时， MOS场效应管既被关断。不同场效应管其关断电压略有不同。也正因为如此，使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。
二、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、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
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。
场效应管及其放大电路
1．场效应管基本工作原理
场效应管的导电沟道是一个可变电阻。外加电压改变导电沟道的几何尺寸，以改变其漏源间电阻的大?。?达到控制电流的目的。
场效应管内沟道的形成有两种情况，一种是器件制成后，管内有固定的导电沟道；另一种是依靠外加电压形成导电沟道。
对于管内有原始沟道的场效应管，当外加栅源电压等于夹断电压时，导电沟道消失，管子截止。而对于依靠外加(栅源)电压形成沟道的场效应管，当外加栅源电压达到开启电压时，导电沟道出现，管子由截止转入导通。
漏源电压对电流的控制作用，在两种不同的情况有明显区别。一种情况是靠近漏极有足够宽的沟道，这时漏极对电流的控制作用大；另一种情况是靠近漏极端的沟道消失，此时加大漏极电压，将使沟道消失的区域向源极端扩展。沟道电阻急剧增大，漏极电压对电流的控制作用显著减小，这种情况称为进入饱和区。进入饱和区的临界情况是，漏极与栅极之间的电压差等于夹断(对有原始沟道器件)或开启(对依靠外加电压形成沟道器件)电压。进入饱和区后，漏极电压对电流控制作用之所以减小，是因为漏源间电阻增大的程度较之未进入饱和区为大，和漏源电压增大电流的作用起抵消作用。
场效应管管内只有一种载流子(要么是带负电的电子，要么是带正电的空穴)导电，而以前介绍的晶体管有两种载流子导电。人们将有两种载流子导电的晶体管称为双极型晶体管，而场效应管又称为单极型晶体管。
2场效应管放大电路
（1）直流偏置电路
由于FET是电压控制器件，要求建立合适的直流偏置电压vGS 。采用的方法主要有自偏压和分压式自偏压，前者适用于耗尽型FET ，后者适用于各种类型的FET，应用较广。
（2）静态分析
可采用图解法和计算法。
（3）动态分析
FET的低频等效电路与双极型三极管相似，都可以用受控电流源等效，只是输入电阻rgs很大，通常作为开路处理。
场效应管（FET）路放大电路有共源极、共漏极和共栅极三种接法，对于每一种接法的电路，求解AV、Ri和Ro等放大性能指标的方法与双极型三极管放大电路类似。