场效应管的基础知识2
一、场效应管工作原理
场效应晶体管(FieldEffectTransistor缩写(FET))简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,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(108~109Ω)、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。
1、场效应管的分类
场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型又分n沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。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。
二、.场效应管的特征:

(a)JFET的概念图
b)JFET的符号
图1JFET的概念图、符号
图1(b)门极的箭头指向为p指向n方向,分别表示内向为n沟道JFET,外向为p沟道JFET。
图1(a)表示n沟道JFET的特性例。以此图为基础看看JFET的电气特性的特点。
首先,门极-源极间电压以0V时考虑(VGS=0)。在此状态下漏极-源极间电压VDS从0V增加,漏电流ID几乎与VDS成比例增加,将此区域称为非饱和区。VDS达到某值以上漏电流ID的变化变小,几乎达到一定值。此时的ID称为饱和漏电流(有时也称漏电流用IDSS表示。与此IDSS对应的VDS称为夹断电压VP,此区域称为饱和区。
其次在漏极-源极间加一定的电压VDS(例如0.8V),VGS值从0开始向负方向增加,ID的值从IDSS开始慢慢地减少,对某VGS值ID=0。将此时的VGS称为门极-源极间遮断电压或者截止电压,用VGS(off)示。n沟道JFET的情况则VGS(off)值带有负的符号,测量实际的JFET对应ID=0的VGS因为很困难,在放大器使用的小信号JFET时,将达到ID=0.1-10μA的VGS定义为VGS(off)的情况多些。
三、场效应三极管的型号命名方法
现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
四、场效应管的参数
(1)、IDSS—饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流。
(2)、UP—夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。
(3)、UT—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
(4)、gM—跨导。是表示栅源电压UGS—对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。
(5)、BUDS—漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。
(6)、PDSM—最大耗散功率。也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。
(7)、IDSM—最大漏源电流。是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM