三极管开关原理 与 场效应管开关原理
场效应管工作原理
场效应管⼯作原理场效应管⼯作原理MOS场效应管电源开关电路。
这是该装置的核⼼，在介绍该部分⼯作原理之前，先简单解释⼀下MOS 场效应管的⼯作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor（⾦属氧化物半导体场效应管）的缩写。
它⼀般有耗尽型和增强型两种。
本⽂使⽤的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。
它可分为NPN型PNP型。
NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。
由图可看出，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。
我们知道⼀般三极管是由输⼊的电流控制输出的电流。
但对于场效应管，其输出电流是由输⼊的电压（或称电场）控制，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。
为解释MOS场效应管的⼯作原理，我们先了解⼀下仅含有⼀个P—N结的⼆极管的⼯作过程。
如图6所⽰，我们知道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。
对于场效应管（见图7），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。
三极管的开关特性
三极管的开关特性在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态，因此，三极管可当做开关器件使用。
结型场效应管场效应管（Fjeld Effect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类图 Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同一块N型硅片的两侧分别制作掺杂浓度较高的P型区（用P+表示），形成两个对称的PN结，将两个P区的引出线连在一起作为一个电极，称为栅极（g），在N型硅片两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
在形成PN结过程中，由于P+区是重掺杂区，所以N一区侧的空间电荷层宽度远大二、工作原理N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已。
下面以N沟道结型场效应管为例来分析其工作原理。
电路如图Z0123所示。
由于栅源间加反向电压，所以两侧PN结均处于反向偏置，栅源电流几乎为零。
漏源之间加正向电压使N型半导体中的多数载流子-电子由源极出发，经过沟道到达漏极形成漏极电流ID。
1．栅源电压UGS对导电沟道的影响（设UDS＝0）在图Z0123所示电路中，UGS ＜0，两个PN结处于反向偏置，耗尽层有一定宽度，ID=0。
若|UGS| 增大，耗尽层变宽，沟道被压缩，截面积减小，沟道电阻增大；若|UGS| 减小，耗尽层变窄，沟道变宽，电阻减小。
开关电源的开关管为什么选MOSFET，而非三极管
开关电源的开关管为什么选MOSFET，而非三极管场效应晶体管（FET，Field Effect Transistor），很大程度上会与双极性结型晶体管（BJT，Bipolor Junction Transistor）简称三极管，很多应用场景相似。
有些控制开关的应用场景下，两个似乎可以相互替代。
但是两者的不同导致了，应用场景的不同，和使用时的特性不同（频率、功耗等）。
1、两者的基本物理模型不相同三极管的理想模型是流控电流源，场效应管的理想物理模型是压控电流源。
2、输入阻抗不同三极管是电流控制器件，通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。
因此，基极总有一定的电流，故三极管的输入电阻较低；场效应管是电压控制器件，其输出电流决定于栅源极之间的电压，栅极基本上不取电流，因此，它的输入电阻很高，可高达1MΩ～100000MΩ。
高输入电阻是场效应管的突出优点。
3、完全导通（饱和状态）的等效电阻值不同三极管导通时等效电阻值大，场效应管导通电阻小，只有几十毫欧姆，几毫欧，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，他的效率是比较高的。
在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越深。
BJT的CE之间可以实现的最小电压差，是一个定值，所以随着电流的增大，功耗就是Ice*Vce。
对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V，Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表：BCP56比较常用于开关控制功能的三极管的一个特性参数表，其Vce（sat）也是最大值0.5V饱和区的现象就是：两个PN结均正偏。
那么Vce（sat）的最大值，也就是两个二极管正向导通电压的压差，这个压差可能很小，而半导体厂家保证这颗BJT的最大值是0.6V。
这个值有可能非常接近于0，但是一般来说和IC和温度相关。
三极管 场效应管 工作原理小总结
三极管场效应管工作原理小总结
] 三极管属于流控器件，即Ib控制放大Ic，
场效应管属于压控器件，即Ugs控制Id。
二者都有三个工作区域，即截止区，恒流区和可变电阻区。
Ib小于开启电流时，Ic不受控，Rce很大，Ic很小，器件工作于截止区
Ugs小于开启电压的时候，Id不受控，Rds很大，Id很小，器件工作于截止区
Ib大于开启电流的时候，Uce从0开始增加，Ic随着Uce增加而线性增加，管子工作在可变电阻区，
即工作在饱和导通状态。
当Uce增大到一定程度，管子内部电流阻力增加，Uce的增量部分只能用于克服管子内部电
流阻力，
电流再也不能增加，器件工作在恒流区,即工作在放大区，也就是此时Ic和Uce无关，只是正比于Ib。
场效应管类似，只不过Id受控于Ugs。
场效应管分为：J型场效应管和MOS场效应管，
J型场效应管属于耗尽型场效应管，Ugs=0时候，导电沟道最大，一般情况N型J型场效应管工作时，
Ugs<0,常采用自给偏压。
耗尽型MOS管子和J型类似，不过工作时，Ugs可以大于，等于，或者小于0。
增强型MOS管的特性曲线和三极管类似.。
场效应管工作原理(经典)
场效应管工作原理MOS场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor（金属氧化物半导体场效应管）的缩写。
它一般有耗尽型和增强型两种。
本文使用的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。
它可分为NPN型PNP型。
NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。
由图可看出，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。
我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。
但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，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。
为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。
如图6所示，我们知道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。
N沟道MOS FET的源极S接负，漏极接正，栅极接正，与NPN三极管接法相同！（发射极E、集电极C、基极B）MOSFET管内部两根线连载一起的是源极S图7 N沟道MOSFET场效应管在栅极没有电压时，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。
三极管及场效应管原理讲解
三極管及場效應管原理講解大綱: 一三極管與場效應管的簡介二三極管與場效應管的工作原理三三極管與場效應管的區別四三極管與場效應管的實際應用一三極管與場效應管的簡介1.三機管的簡介半導体三極管又稱晶体三極管,簡稱晶體管.它是由三塊半導体組成,構成兩個PN結,即集電結和發射結,基結3個電極,分別是集電極,基極,發射極,如下圖所示:C CBBE EB為基極,C為集電極,E為發射極半導体三極管TRANSISTOR Test # Description1 h FE Forward-current transfer ratio2 V BE Base emitter voltage(see also Appendix F)3 I EBO Emitter to base cutoff current4 V CESAT Saturation voltage5 I CBO Collector to base cutoff current6 I CEO Collector to emiter cutoff currentI CER, with base to emiter loadI CEX, reverse bias,orI CES short(see also Appendix F)7 BV CEO Breakdown voltage,collector to emitter,BV CER with base to emiter load,BV CEX reverse bias,orBV CES short(see also Appendix F)8 BV CBO Breakdown voltage,collector to base9 BV EBO Breakdown voltage,emitter to base10 V BESAT Base emitter saturation voltage2 .場效應管簡介場效應管又稱金属-氧化物-半導体場效應管,也就是我們通常所說MOS(Metal Oxide Semiconductor )管.場效應管是一種由輸入信號電壓來控制其輸出電流大小的半導体場效應管,是電壓控制器件,輸入電阻非常高.場效應管分為:結型場效應管(JFET)和絕緣栅型場效應管(IGFET)兩大類.結型場效應管JEFT Test # Description1 VGSOFF Gate to source cutoff voltage.2 lDss Zero gate voltage drain current.3 BVDGO Drain to gate breakdown voltage.4 IGSS Gate reverse current.5 IDGO Drain to gate leakage.6 IDOFF Drain cut-off current.7 BVGSS Gate to source breakdown voltage.8 VDSON Drain to source on-state voltage.結型場效應管有N型和P型溝道兩種,電路符號如下d d 結型場效應管有三極:珊極源極N型s P型s 漏極結型場效應管有兩個PN結,在栅源極上加一定電壓,在場效應管內部會形成一個導電溝道,當d,s極間加上一定電壓時,電流就可以從溝道中流過,即通過源電壓來改變導電溝道電阻,實現對漏極電流的控制.結型場效應管的主要參數1.夾斷電壓U DS(off),當U DS等于某一個定值(10v),使Id等于某一個微小電流(如50uA)時,栅源極間所加的U GS即為夾斷電壓.U DS(off)一般為1~10V.2.飽和漏極電流I DS:當U GS=0時,場效應管發生預夾斷時的漏極電流.3.直流輸入電阻R GS.4.低頻跨導GM5.漏源擊穿電壓U(BR)DS6.栅源擊穿電壓U(BR)GS7.最大耗散功率P DM絕緣栅型場效應管是由金屬氧化物和半導体組成,故稱為MOSFET,簡稱MOS管,其工作原理類似於結型場效應管絕緣栅場效應管MOSFET Test # Description1 V GSTH Threshold voltag2 IDss Zero gate voltage drain current.lDSx with gate to Source reverse bias.3 BVDss Drain to Source breakdown voltage.4 VDSON Drain to Source on-state voltage.5 IGSSF Gate to Source leakage current forward.6 IGSSR Gate to Source leakage current reverse.7 VF Diode forward voltage.8 VGSF Gate to Source voltage (forward)required for specified In at specified Vos.(see SISQ Appendix F)9 VGSR Gate to Source voltage (reverse)required for specified ID at specified VDS.(see also Appendix F)10 VDSON On-state drain current11 VGSON On-state gate voltage符號和極性d iDiDg bs s(1)增強型NMOS (2)增強型PMOS gs sgBBg-+-+(3)耗盡型NMOS (4)耗盡型PMOS絕緣栅型場效應管主要參數1.漏源擊穿電壓BV DS2.最大漏極電流I DMSX3.閥值電壓V GS (開啟電壓)4.導通電阻R ON5.跨導(互導) (GM)6.最高工作瀕率7.導通時間TON和關斷時間二三極管與場效應管的工作原理1. 三極管的工作原理(1)NPN (2) PNPi b i Cv be v ce(3)輸入特性曲線 (4) 共發射極輸出特性曲線三極管的三種狀態: (1) 放大放大區發射結正偏,集電結反偏,E1>E2,即NPN型三極管Vc>Vb>Ve,PNP型三極管V c<V b<V e,三極管處于放大狀態.由于Ic=βIb,即Ic受Ib控制,而Ic的電流能量是由電源提供的,此時Ube=0.6~0.7V(NPN硅管)(2)截止Ib≦0的區域稱截止區,UBE<0.5V時,三極開始截止,為了截止可靠,常使UBE≦0,即發射結零偏或反偏(NPN管Vb≦Ve, PNP型三極管Vb≧Ve),截止時,集電結也反向偏置(NPN管Vb<Vc, PNP型三極管Vb>Vc).(3)飽和當VCE<VBE,即集電結正向偏置(Vb<Vc),發射結正向偏置(Vb>Ve)時,三極管處于飽和區.飽和壓降UCE(sat),小功率硅管UCE(sat)≒0.3V,鍺管UCE(sat)≒0.1V.1.主要參數(1)共發射極直流電流放大系數β,即Hfe, β=IC/IB(2)共發射極交流電流放大系數β. β=ΔIC/ΔIB(3)集電極,基極反向飽和電流ICBO(4)集電極,發射極反向飽和電流ICEO,即穿透電流(5)集電極最大允許功耗PCM(6)集電極最大允許電流ICM(7)集電極,基極反向擊穿電壓U(BR)CBO(8)發射極,基極反向擊穿電壓U(BR)CBO(9)集電極,發射極反向擊穿電壓U(BR)CBO2.場效應管的工作原理2.1結型場效應管场效应晶体三极管是由一种载流子导电的、用输入电压控制输出电流的半导体器件。
三极管的开关原理
BJT的开关工作原理：形象记忆法：对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。
它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。
假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。
小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。
所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。
在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。
当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果水流处于可调节的状态，这种情况就是三极管中的线性放大区。
如果那个小的阀门开启的还不够，不能打开大阀门，这种情况就是三极管中的截止区。
如果小的阀门开启的太大了，以至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的流量，这种情况就是三极管中的饱和区。
但是你关小小阀门的话，可以让三极管工作状态从饱和区返回到线性区。
如果有水流存在一个水库中，水位太高（相应与Uce太大），导致不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的反向击穿。
PN结的击穿又有热击穿和电击穿。
当反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率，直至PN结过热而烧毁，这种现象就是热击穿。
电击穿的过程是可逆的，当加在PN结两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。
电击穿又分为雪崩击穿和齐纳击穿两类，一般两种击穿同时存在。
电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，电压高于5－6V 的稳压管，雪崩击穿为主。
电压在5－6V之间的稳压管，两种击穿程度相近，温度系数最好，这就是为什么许多电路使用5－6V稳压管的原因。
三极管及场效应管原理及参数
晶体三极管一、三极管的电流放大原理晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
图1、晶体三极管（NPN）的结构图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b 和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。
电力场效应管mosfet
电力场效应管mosfet一、概念介绍电力场效应管（MOSFET）是一种半导体器件，它是由金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）演变而来的。
它是一种具有高输入电阻和低输出电阻的三极管，可用于控制大功率负载。
二、结构组成MOSFET主要由栅极、漏极和源极三个部分组成。
其中，栅极位于两个P型区域之间，与金属氧化物半导体（MOS）之间存在一层绝缘膜；漏极和源极位于两端N型区域之间。
三、工作原理当栅极施加正电压时，会在P型区域中形成一个反向耗尽区，并在N型区域中形成一个导电通道。
这时，由于N型区域中的自由电子密度较高，因此可以通过通道流动到漏极处。
当栅极施加负电压时，通道会被关闭。
四、特点1. 高输入电阻：MOSFET的输入电阻非常高，可达到几百兆欧姆以上。
2. 低输出电阻：MOSFET的输出电阻非常低，可达到几个欧姆以下。
3. 快速开关速度：MOSFET的开关速度非常快，可以达到纳秒级别。
4. 高温性能好：MOSFET的工作温度范围广，一般可以达到150℃以上。
5. 电流放大倍数低：MOSFET的电流放大倍数较低，一般只有几十倍左右。
五、应用领域1. 电源开关：MOSFET可以用于控制大功率负载，如电机、灯泡等。
2. DC-DC变换器：MOSFET可以用于DC-DC变换器的输出端，以实现高效率和高精度的电压转换。
3. 太阳能逆变器：MOSFET可以用于太阳能逆变器中，以实现太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。
4. 汽车电子系统：MOSFET可以用于汽车电子系统中，如点火控制、喇叭驱动等方面。
六、总结综上所述，MOSFET是一种具有高输入电阻和低输出电阻的三极管，可用于控制大功率负载。
它具有快速开关速度、高温性能好等特点，在各种领域都有广泛的应用。
场效应管与三极管
场效应管 与 三极管场效应管是在三极管的基础上而开发出来的。
三极管通过电流的大小控制输出，输入要消耗功率。
场效应管是通过输入电压控制输出，不消耗功率。
场效应管和三极管的区别是电压和电流控制，但这都是相对的。
电压控制的也需要电流，电流控制的也需要电压，只是相对要小而已。
就其性能而言，场效应管要明显优于普通三极管，不管是频率还是散热要求，只要电路设计合理，采用场效应管会明显提升整体性能。
1、三极管是双极型管子，即管子工作时内部由空穴和自由电子两种载流子参与。
场效应管是单极型管子，即管子工作时要么只有空穴，要么只有自由电子参与导电，只有一种载流子；2、三极管属于电流控制器件，有输入电流才会有输出电流；场效应管属于电压控制器件，没有输入电流也会有输出电流；3、三极管输入阻抗小，场效应管输入阻抗大；4、有些场效应管源极和漏极可以互换，三极管集电极和发射极不可以互换；5、场效应管的频率特性不如三极管；6、场效应管的噪声系数小，适用于低噪声放大器的前置级；7、如果希望信号源电流小应该选用场效应管，反之则选用三极管更为合适。
场效应管是场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）的简称。
它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、受温度和辐射影响小等优点，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路，现已成为普通晶体管的强大竞争者。
普通晶体管（三极管）是一种电流控制元件，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型晶体管；而场效应管（FET）是一种电压控制器件（改变其栅源电压就可以改变其漏极电流），工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型晶体管。
场效应管和三极管一样都能实现信号的控制和放大，但由于他们构造和工作原理截然不同，所以二者的差异很大。
在某些特殊应用方面，场效应管优于三极管，是三极管无法替代的，三极管与场效应管区别见下表。
场效应晶体管和三极管的工作原理
场效应晶体管和三极管的工作原理
场效应晶体管和三极管都是电子元件中的基本部件。
它们可以用
来放大或控制电流的流动。
下面就分别介绍它们的具体工作原理。
一、场效应晶体管（FET）
场效应晶体管（FET）是一种控制电流的元件。
它的工作原理是
通过一个输入信号在栅极上形成电场，在源极和漏极之间形成一个电
子通道，然后控制电流在通道中的流动。
当输入信号的电压变化时，
栅极的电场也会变化，从而影响电子通道的宽度，最终控制电流的流动。
FET具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点，被广泛应用于放大电路和开关电路等领域。
二、三极管
三极管是一种放大电流的元件。
它由三个掺杂不同的半导体材料
组成：发射极、基极和集电极。
三极管的工作原理是通过一个小电流
控制它的输出电流。
当在基极和发射极之间的电压超过某个值时，会
有一小部分电子流入基极，从而控制另一部分电子从集电极流出。
这
种控制关系被称为“放大作用”。
三极管的放大倍数与输入电流之比
决定，具有高放大倍数、线性放大等特点，被广泛应用于音频放大器、功放等电路。
总的来说，场效应晶体管和三极管都是非常重要的电子元件。
它
们在电子电路中的应用非常广泛，了解它们的工作原理有助于更深入
地理解电子电路的原理和应用。
场效应管与三级管的比较
场效应管与三级管的比较：1）场效应管是电压控制元件，而三级管是电流控制元件；2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称为单极性器件，而三级管既有多子，也有少子导电，称之为双极性器件；3）场效应管灵活性比三级管好；4）场效应管的制造工艺更适合于集成电路。
发表于2007-5-30 05:23 资料个人空间短消息加为好友MOS,场效应管,三极管.区别场效应管。
它是通过改变输入电压来控制输出电流的，它是电压控制器件，它不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此它的输入电阻很高，它还具有很好的温度特性、抗干扰能力强、便于集成等优点。
场效应管是靠一种极性的载流子导电，它又被称为单极性三极管，它分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）张先生管理员UID 3847精华8积分93131 帖子7799 经验77814 点人气96 点阅读权限200注册2007-3-24来自陕西咸阳状态在线#4发表于2007-5-30 05:48 资料个人空间短消息加为好友MOS = 金属氧化物绝缘栅半导体F ET=场效应管MOS管= 场效应管的一种，目前最常见的。
其原理是由电场改变沟道宽度，从而改变漏源电阻，或者说电场控制漏源电阻。
还可以分P型沟道和N沟道，增强型和匮乏型。
三极管= 利用PN结的原理做成，分为NPN型，PNP型[本帖最后由张先生于2007-5-30 06:46 编辑]MOS,场效应管,三极管.区别他们是不是都是由三极管组成的，还是另外的芯片,能给我发个对应主板上的图片看看吗??我是刚开始学维修的，这两天看论坛我快被这三个管弄疯了,2007-5-30 05:22 张先生先看[url]/viewthread.php?tid=5144[/url]2007-5-30 05:23 黄定宇MOS,场效应管,三极管.区别场效应管。
它是通过改变输入电压来控制输出电流的，它是电压控制器件，它不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此它的输入电阻很高，它还具有很好的温度特性、抗干扰能力强、便于集成等优点。
场效应管推三极管
场效应管推三极管
场效应管（Field Effect Transistor, FET）与三极管（BJT）虽然都是半导体器件，但工作原理不同。
场效应管通过改变栅极电压来控制导电沟道的电阻，从而控制漏极电流，具备输入阻抗高、功耗低等特点。
在电路设计中，场效应管可以用来替代三极管作为电流放大或开关元件，尤其在低噪声、高速度的电路中，场效应管的优势更为明显。
“场效应管推三极管”的概念可能是指在电路设计中，场效应管作为前级驱动器件，以其优异的线性特性驱动后级的三极管，以优化整个电路的性能，比如增强电流驱动能力、提高信号增益或改善频响特性等。
这种设计常见于音频放大器、开关电源及其他电子线路中，通过合理搭配两种器件，实现更好的电路控制和性能表现。
三极管_与结型场效应管__概述及解释说明
三极管与结型场效应管概述及解释说明1. 引言1.1 概述三极管和结型场效应管是现代电子技术中最常用的两种电子元件。
它们在电子设备中扮演着重要的角色，起到放大、开关和调节电流等功能。
本文将对三极管和结型场效应管进行概述，并比较它们之间的区别和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、三极管的概述、结型场效应管的概述、三极管与结型场效应管之间的比较以及结论和总结。
在接下来的内容中，我们将详细介绍这些内容以帮助读者更好地理解三极管和结型场效应管。
1.3 目的本文旨在全面介绍三极管和结型场效应管的原理、特点和应用，并通过比较它们之间的差异来帮助读者了解如何选择合适的元件来满足特定的需求。
此外，本文还会展望未来这两种元件在电子领域中可能存在的发展趋势和研究方向。
通过阅读本文，读者将能够对三极管和结型场效应管有更深入的认识，以在实际应用中做出明智的选择和决策。
2. 三极管的概述:2.1 原理及特点:三极管是一种电子器件，由PNP或NPN型晶体管构成。
它的基本原理是通过不同控制信号的变化来改变电流和电压的放大作用。
三极管具有增益高、工作稳定等特点，被广泛应用于放大、开关以及时钟电路等领域。
2.2 三极管的分类:根据结构和工作原理，三极管可分为常规PNP和NPN型三极管、功率三极管以及场效应晶体管。
常规PNP和NPN型三极管中，PNP型在基区加正电压时控制主流进入集电区，而NPN型则是通过负电压控制主流。
功率三极管通常用于高频放大器、发射机及功率放大器等需要处理较大功率信号的场合。
场效应晶体管是另一类重要的三极管类型, 它根据结构和工作原理分为增强型场效应晶体管（n-channel MOSFET）和耗尽型场效应晶体管（p-channel MOSFET）两种。
2.3 三极管的应用:由于其高度可控性和放大能力，在电子领域中广泛应用。
三极管可作为放大器使用，将弱信号放大到足够的大小以便驱动其他元件。
此外，它们还常用于开关电路中，通过控制输入信号来控制输出电流的通断。
三极管开关电路PK场效应管电路优劣大不同
三极管开关电路PK场效应管电路优劣大不同
一般我们在做电路设计时候，三极管开关电路和MOS管开关电路有着以
下四种区别：首先是三极管是用电流控制，MOS管属于电压控制；然后就是成本问题，三极管便宜，MOS管贵；其次是功耗问题，三极管损耗大；最后是驱动能力，MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。
实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。
MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。
一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话
考虑MOS管。
实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。
要真
正理解得了解双极晶体管和MOS晶体管的工作方式才能明白。
三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加
不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子(基区为空穴，发射区为
电子)的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场(即内建
电场)，当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子(电子)才有可能从基区流向发射区，此
电压的最小值即pn结的正向导通电压(工程上一般认为0.7v)。
但此时每个pn 结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动(实际上都是电子的反方向运动)，由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合(靠近集电极)，为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。
集电极的电子通过电源回到。
场效应管做开关电路
与三极管一样，场效应管不仅可以对模拟信号放大，也可作为控制开关使用，之所以我们将开关电路（而不是放大电路）的应用提前介绍，是因为在实际应用当中，场效应管当作开关电路应用的情况还是相对更多一些。
可以这么说，大多数读者曾经使用过或将来会使用三极管电路进行信号放大的应用，但大多数读者都不曾使用或将来也不会使用场效应管进行信号放大的应用。
因此，我们将场效应管的开关电路详细描述一下。
场效应管开关电路大体可分为两大类，即模拟开关（Analog Switch）与数字开关，前者我们在此不进行讨论，读者可参考文章《模拟开关》，而常用的数字开关电路大都使用增强型的NMOS或PMOS为核心，NMOS控制开关电路的基本结构如下图所示：其中，漏极电阻R1为上拉电阻，当场效应管Q1截止时将输出电压上拉至电源V CC（高电平），可以理解为开漏（OD）输出结构的上拉电阻，具体可参考文章《电阻（4）之上/下拉电阻》，栅极串联电阻R2为限流电阻，防止输入电压变换的瞬间导致栅极电流超额而损坏场效应管，下拉电阻R3用来确保无输入信号（即悬空）时场效应管处于截止状态。
此开关电路的基本原理很简单！当输入信号V i为低电平“L”时，场效应管Q1处于截止状态，输出电压V o由漏极电阻R1上拉为电源VCC（高电平），此时场效应管Q1相当于一个处于断开状态的开关，如下图所示：当输入信号V i为高电平“H”时，场效应管Q1处于导通状态，输出电压V o被场效应管下降至低电平，此时场效应管Q1相当于一个处于闭合状态的开关，如下图所示：场效应管开关应用电路的要求主要有两点，其中之一是限流电阻R2的阻值，需要根据开关频率、前级驱动能力、栅-源电容C GS等因素来决定，其中C GS与栅极电阻相当于一个RC充放电电路。
一般来讲，对于开关频率相对较高的应用，限流阻值R2一般为十几欧姆～几百欧姆，换言之，限流电阻R2的阻值是比较小的，如下图所示：场效应管的导通速度在很大程序上取决于C GS的充放电常数，栅极电阻越大，则C GS充放电速度越慢，场效应管的开关速度也就慢下来了，当然，限流电阻也不能太小，具体得根据实际情况决定，如果开关频率很低的话，弄个1K以上都没有太大的影响。
三极管 场效应管对应关系
三极管场效应管对应关系
三极管和场效应管是两种常见的电子元件，它们在电子
电路中起着重要的作用。
虽然它们都是用来放大电信号的，但是它们的工作原理和特性有所不同。
首先，让我们来了
解一下三极管。
三极管是一种双极型晶体管，由三个区域
组成：发射区、基区和集电区。
它的工作原理是通过控制
基极电流来控制集电极电流。
当基极电流增大时，集电极
电流也会相应增大。
这种特性使得三极管可以用来放大信号。
与之相比，场效应管是一种单极型晶体管。
它由栅极、漏极和源极组成。
场效应管的工作原理是通过控制栅极与
源极之间的电压来控制漏极与源极之间的电流。
当栅极与
源极之间的电压变化时，漏极与源极之间的电流也会相应
变化。
这使得场效应管可以用来放大信号。
尽管三极管和
场效应管都可以用于放大信号，但它们在一些方面有所不同。
首先，在输入阻抗方面，场效应管的输入阻抗比三极
管高得多。
这意味着场效应管对输入信号的影响更小，更
适合用于高频电路。
其次，在输出阻抗方面，三极管的输
出阻抗比场效应管低。
这意味着三极管可以提供更大的输
出功率。
此外，场效应管的开关速度比三极管快得多。
这
使得场效应管在数字电路中更常用。
最后，从制造工艺来看，场效应管相对于三极管来说更容易制造和集成。
综上
所述，尽管三极管和场效应管都可以用于放大信号，但它
们在工作原理、特性和适用范围上有所不同。
选择使用哪
种器件取决于具体的应用需求和电路设计要求。
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三极管开关原理与场效应管开关原理BJT的开关工作原理：形象记忆法：对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。
它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。
假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。
小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。
所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。
在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。
当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果水流处于可调节的状态，这种情况就是三极管中的线性放大区。
如果那个小的阀门开启的还不够，不能打开大阀门，这种情况就是三极管中的截止区。
如果小的阀门开启的太大了，以至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的流量，这种情况就是三极管中的饱和区。
但是你关小小阀门的话，可以让三极管工作状态从饱和区返回到线性区。
如果有水流存在一个水库中，水位太高（相应与Uce太大），导致不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的反向击穿。
PN结的击穿又有热击穿和电击穿。
当反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率，直至PN结过热而烧毁，这种现象就是热击穿。
电击穿的过程是可逆的，当加在PN结两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。
电击穿又分为雪崩击穿和齐纳击穿两类，一般两种击穿同时存在。
电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，电压高于5－6V的稳压管，雪崩击穿为主。
电压在5－6V之间的稳压管，两种击穿程度相近，温度系数最好，这就是为什么许多电路使用5－6V稳压管的原因。
在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。
没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。
而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。
当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。
比如用单片机外界三极管驱动数码管时，确实会对单片机管脚输出电流进行一定程度的放大，从而使电流足够大到可以驱动数码管。
但此时三极管并不工作在其特性曲线的放大区，而是工作在开关状态（饱和区）。
当单片机管脚没有输出时，三极管工作在截止区，输出电流约等于0。
在制造三极管时，要把发射区的N型半导体电子浓度做的很大，基区P型半导体做的很薄，当基极的电压大于发射极电压（硅管要大0.7V，锗管要大0.3V）而小于集电极电压时，这时发射区的电子进入基区，进行复合，形成Ie；但由于发射区的电子浓度很大，基区又很薄，电子就会穿过反向偏臵的集电结到集电区的N型半导体里，形成Ic；基区的空穴被复合后，基极的电压又会进行补给，形成Ib。
理论记忆法：当BJT的发射结和集电结均为反向偏臵（VBE＜0，VBC＜0），只有很小的反向漏电流IEBO和ICBO分别流过两个结，故iB≈0，iC≈0，VCE ≈VCC，对应于下图中的Ａ点。
这时集电极回路中的c、e极之间近似于开路，相当于开关断开一样。
BJT的这种工作状态称为截止。
当发射结和集电结均为正向偏臵（VBE＞0，VBC＞0）时，调节RB，使IB=VCC / RC，则BJT工作在上图中的C点，集电极电流iC已接近于最大值VCC / RC，由于iC受到RC的限制，它已不可能像放大区那样随着iB的增加而成比例地增加了，此时集电极电流达到饱和，对应的基极电流称为基极临界饱和电流IBS（），而集电极电流称为集电极饱和电流ICS（VCC / RC）。
此后，如果再增加基极电流，则饱和程度加深，但集电极电流基本上保持在ICS不再增加，集电极电压VCE=VCC-ICSRC=VCES=2.0-0.3V。
这个电压称为BJT的饱和压降，它也基本上不随iB增加而改变。
由于VCES很小，集电极回路中的c、e极之间近似于短路，相当于开关闭合一样。
BJT的这种工作状态称为饱和。
由于BJT饱和后管压降均为0.3V，而发射结偏压为0.7V，因此饱和后集电结为正向偏臵，即BJT饱和时集电结和发射结均处于正向偏臵，这是判断BJT工作在饱和状态的重要依据。
下图示出了ＮＰＮ型BJT饱和时各电极电压的典型数据。
由此可见BJT相当于一个由基极电流所控制的无触点开关。
三极管处于放大状态还是开关状态要看给三极管基极加的电流Ib（偏流），随这个电流变化，三极管工作状态由截止-线性区-饱和状态变化而变。
BJT截止时相当于开关“断开”，而饱和时相当于开关“闭合”。
ＮＰＮ型BJT截止、放大、饱和三种工作状态的特点列于下表中。
结型场效应管（N沟道JFET）工作原理：可将N沟道JFET看作带“人工智能开关”的水龙头。
这就有三部分：进水、人工智能开关、出水，可以分别看成是JFET的d极、g 极、s极。
“人工”体现了开关的“控制”作用即vGS。
JFET工作时，在栅极与源极之间需加一负电压（vGS<0），使栅极、沟道间的PN结反偏，栅极电流iG≈0，场效应管呈现高达107Ω以上的输入电阻。
在漏极与源极之间加一正电压（vDS>0），使N沟道中的多数载流子（电子）在电场作用下由源极向漏极运动，形成电流iD。
iD的大小受“人工开关”vGS的控制，vGS由零往负向增大时，PN结的耗尽层将加宽，导电沟道变窄，vGS绝对值越大则人工开关越接近于关上，流出的水（iD）肯定越来越小了，当你把开关关到一定程度的时候水就不流了。
“智能”体现了开关的“影响”作用，当水龙头两端压力差（vDS）越大时，则人工开关自动智能“生长”。
vDS值越大则人工开关生长越快，流水沟道越接近于关上，流出的水（iD）肯定越小了，当人工开关生长到一定程度的时候水也就不流了。
理论上，随着vDS逐渐增加，一方面沟道电场强度加大，有利于漏极电流iD增加；另一方面，有了vDS，就在由源极经沟道到漏极组成的N型半导体区域中，产生了一个沿沟道的电位梯度。
由于N沟道的电位从源端到漏端是逐渐升高的，所以在从源端到漏端的不同位臵上，漏极与沟道之间的电位差是不相等的，离源极越远，电位差越大，加到该处PN结的反向电压也越大，耗尽层也越向N型半导体中心扩展，使靠近漏极处的导电沟道比靠近源极要窄，导电沟道呈楔形。
所以形象地比喻为当水龙头两端压力差（vDS）越大，则人工开关自动智能“生长”。
当开关第一次相碰时，就是预夹断状态，预夹断之后id趋于饱和。
当vGS>0时，将使PN结处于正向偏臵而产生较大的栅流，破坏了它对漏极电流iD的控制作用，即将人工开关拔出来，在开关处又加了一根进水水管，对水龙头就没有控制作用了。
绝缘栅场效应管(N沟道增强型MOSFET)工作原理：可将N沟道MOSFET看作带“人工智能开关”的水龙头。
相对应情况同JFET。
与JFET不同的的是，MOSFET刚开始人工开关是关着的，水流流不出来。
当在栅源之间加vGS>0，N型感生沟道（反型层）产生后，人工开关逐渐打开，水流（iD）也就越来越大。
iD的大小受“人工开关”vGS的控制，vGS由零往正向增大时，则栅极和P型硅片相当于以二氧化硅为介质的平板电容器，在正的栅源电压作用下，介质中便产生了一个垂直于半导体表面的由栅极指向P型衬底的电场，这个电场排斥空穴而吸引电子，P型衬底中的少子电子被吸引到衬底表面，这些电子在栅极附近的P型硅表面便形成了一个N型薄层，即导通源极和漏极间的N型导电沟道。
栅源电压vGS越大则半导体表面的电场就越强，吸引到P 型硅表面的电子就越多，感生沟道将越厚，沟道电阻将越小。
相当于人工开关越接近于打开，流出的水（iD）肯定越来越多了，当你把开关开到一定程度的时候水流就达到最大了。
MOSFET的“智能”性与JFET原理相同，参上。
绝缘栅场效应管(N沟道耗尽型MOSFET)工作原理：基本上与N沟道JFET一样，只是当vGS>0时，N沟道耗尽型MOSFET由于绝缘层的存在，并不会产生PN结的正向电流，而是在沟道中感应出更多的负电荷，使人工智能开关的控制作用更明显。
三极管放大原理正解随着科学技的发展，电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。
晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件，其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。
三极管原理的关键是要说明以下三点:1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic，这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。
2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关；即：Ic 与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。
虽然基区较薄，但只要Ib为零，则Ic即为零。
3、饱和状态下，Vc电位很弱的情况下，仍然会有反向大电流Ic的产生。
很多教科书对于这部分内容，在讲解方法上处理得并不适当。
特别是针对初、中级学者的普及性教科书，大多采用了回避的方法，只给出结论却不讲原因。
即使专业性很强的教科书，采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。
这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当，使讲解内容前后矛盾，甚至造成讲还不如不讲的效果，使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。
笔者根据多年的总结思考与教学实践，对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法，并通过具体的教学实践收到了一定效果。
虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺，但本人还是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来，以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。
一、传统讲法及问题：传统讲法一般分三步，以NPN型为例（以下所有讨论皆以NPN型硅管为例），如示意图A。
1.发射区向基区注入电子；2.电子在基区的扩散与复合；3.集电区收集由基区扩散过来的电子。
”（注1）问题1：这种讲解方法在第3步中，讲解集电极电流Ic的形成原因时，不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通，从而产生了Ic，而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用，同时又强调基区的薄。
这种强调很容易使人产生误解。
以为只要Vc足够大基区足够薄，集电结就可以反向导通，PN结的单向导电性就会失效。
其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。
三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关，Ic只能受控于Ib。
问题2：不能很好地说明三极管的饱和状态。
当三极管工作在饱和区时，Vc的值很小甚至还会低于Vb，此时仍然出现了很大的反向饱和电流Ic，也就是说在Vc很小时，集电结仍然会出现反向导通的现象。
这很明显地与强调Vc的高电位作用相矛盾。
问题3：传统讲法第2步过于强调基区的薄，还容易给人造成这样的误解，以为是基区的足够薄在支承三极管集电结的反向导通，只要基区足够薄，集电结就可能会失去PN结的单向导电特性。