最新场效应管工作原理与应用
场效应管工作原理及应用
场效应管工作原理（1）场效应晶体管（Field Effect Transistor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。
一、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，结型和绝缘栅型各分沟道和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。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。
而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。
见下图。
二、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××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。
例如CS14A、CS45G等。
场效应管工作原理与应用通用课件
增强型场效应管是在正常工作状态下需要加正向栅极电压才能导通，而耗尽型场效应管则是加反向电 压导通。
详细描述
增强型场效应管在无电压时，半导体中没有导电沟道，需要加正向栅极电压后才会形成导电沟道；而 耗尽型场效应管在无电压时，半导体中已经存在导电沟道，加反向电压后可调节导电沟道的宽度。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）
1 2
根据电路需求选择合适的类型
根据电路的电压、电流和频率要求，选择合适的 场效应管类型，如N沟道或P沟道。
考虑导通电阻和开关性能
选择导通电阻较小、开关速度较快的场效应管， 以提高电路性能。
3
考虑最大工作电压和电流
根据电路的最大电压和电流，选择能够承受的场 效应管。
场效应管使用注意事项
正确连接电源和信号线
效应管。
导通不良
02
如果场效应管导通不良，会影响电路性能，需要检查驱动信号
是否正常，以及场效应管本身是否有问题。
噪声干扰
03
如果电路中存在噪声干扰，会影响场效应管的正常工作，需要
采取措施降低噪声干扰。
05
场效应管封装与测试
场效应管封装形式
金属封装
采用金属外壳作为场效应管的封装，具有良好的 散热性能和电气性能。
场效应管工作原理与应用通 用课件
contents
目录
• 场效应管简介 • 场效应管工作原理 • 场效应管应用 • 场效应管选型与使用注意事项 • 场效应管封装与测试
01
场效应管简介
场效应管定义
场效应管（Field-Effect Transistor ，FET）：是一种利用电场效应控制 电流的半导体器件。
电场效应：是指外加电场对导体内部 的电荷分布和运动状态产生影响的现 象。
场效应管的工作原理和使用方法
场效应管的工作原理和使用方法场效应管（Field-Effect Transistor，FET）是一种用于放大、开关和调制信号的半导体器件。
场效应管有着广泛的应用领域，包括通信、电子设备和电源等。
一、工作原理1.基本构造场效应管包括一个绝缘栅、一个漏电极和一个源极，它们构成了“门电极-漏极-源极”结构。
-绝缘栅：用绝缘材料制成，用来隔离漏极和源极。
-漏电极：负责控制和操控电流。
-源极：负责提供电流。
2.工作原理当栅极电势施加于绝缘栅时，栅极电场将与绝缘层之间的电子引诱至表面，形成轨道，此时2DEG激活。
通过改变栅极电势的大小和极性，可以控制电子通过2DEG的程度，进而有效控制漏电流。
在N型场效应管中，栅极电势增大时，电子通过2DEG的能力减弱，导致漏电流减小。
而在P型场效应管中，栅极电势增大时，2DEG中空穴（正电荷载体）增加，漏电流也会增加。
基于以上原理，可以通过调整栅极电势，控制从漏极到源极的电流，实现场效应管的放大和开关功能。
二、使用方法1.引脚连接场效应管一般有三个引脚：栅极、漏极和源极。
栅极是场效应管的控制端，漏极和源极是输出端。
在使用场效应管时，需要正确将电源、信号源和负载与相应的引脚连接。
2.工作电压不同类型的场效应管具有不同的工作电压范围，需要根据厂商规定和数据手册，选定适当的电源和信号电压。
同时，还需要关注电流和功率的限制，确保不超出场效应管的额定数值。
3.极性场效应管分为N型和P型，其极性不同。
在连接场效应管时，需要确保漏极和源极的极性与电源匹配，以免产生不良影响或损坏器件。
三、场效应管的优缺点1.优点-控制方便：场效应管可以通过改变栅极电势，实现电流的控制，相较于双极型晶体管（BJT）具有更高的灵活性。
-噪音低：场效应管的输入电阻高，输出电阻低，可以有效降低噪音的生成和传播。
-响应速度快：场效应管的响应速度较快，适用于高频率和快速开关应用。
2.缺点-漏电流：场效应管的漏电流相对较大，可能导致功耗过高。
场效应管的工作原理及应用
场效应管的工作原理及应用一、场效应管的基本原理场效应管（FET）是一种基于电场效应的半导体器件，它主要由三个区域组成：栅极（Gate）、漏极（Source）和源极（Drain）。
场效应管的工作原理是通过在栅极施加电压来控制漏极和源极之间的电流。
实际上，场效应管的工作原理与双极型晶体管（BJT）有很大的不同。
BJT是通过调节基极电流来控制集电极电流，而FET则是通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。
这种控制电压的方式使得场效应管具有以下优点：•输入电阻高：场效应管的输入电阻非常高，这意味着输入信号对于场效应管来说几乎没有损耗。
•输出阻抗低：场效应管的输出电阻非常低，可以提供较大的输出功率。
•可靠性好：场效应管的制造工艺相对简单，因此具有较高的可靠性。
二、场效应管的种类及特点场效应管分为三种，分别是MOSFET、JFET和IGFET。
它们各自具有以下特点：1. MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）•结构复杂：MOSFET由金属栅极、绝缘层和半导体材料组成，结构较为复杂。
•低功耗：MOSFET的功耗较低，适用于集成电路和低功耗应用。
•可控性强：MOSFET的栅极电压可通过改变电压来控制漏极和源极之间的电流。
2. JFET（结型场效应管）•结构简单：JFET由两个半导体材料构成，结构较为简单。
•低噪声：JFET具有低噪声、高增益和大动态范围的特点，适用于音频放大器等应用。
•可控性弱：JFET的控制电压较低，控制灵敏度相对较弱。
3. IGFET（绝缘栅极场效应管）•高速开关：IGFET具有较高的开关速度和低损耗，适用于高频功率放大器等应用。
•可控性中等：IGFET的栅极电压对电流的控制相对较强，但仍不及MOSFET。
三、场效应管的应用场效应管广泛应用于各种电子设备和系统中，包括但不限于以下领域：1.放大器：由于场效应管具有高输入电阻和低输出阻抗的特点，因此可以用作信号放大器。
在音频放大器、射频放大器、视频放大器等设备中，场效应管常被用来放大弱信号。
功率场效应管的结构工作原理及应用
功率场效应管的结构工作原理及应用功率场效应管（Power MOSFET）是一种具有开关能力的功率半导体器件，它以场效应传导为基础实现功率放大或开关控制。
功率场效应管是现代电子设备中极为重要的组成部分，其具有结构简单、高效率、低噪声、体积小等优点，广泛应用于电源、电机控制、LED驱动和无线电频率放大等各个领域。
一、结构：功率场效应管的结构与小信号场效应管类似，主要包括强制耦合区、漏极区、源极区和栅极区。
其中，强制耦合区主要是功率MOSFET特有的结构，在高功率应用中主要用于减小开关时的开关损耗，提高开关速度。
漏极区用于集中分布外接负载电流，源极区用于提供电流，栅极区用于控制电流。
而与小信号场效应管不同的是，功率场效应管的漏极和源极区域都要经过优化以承受高电压和大电流的作用。
此外，功率场效应管通常采用金属包封封装，以方便散热、保护芯片，并且可以通过钳位散热器等手段进一步提高工作效率和稳定性。
二、工作原理：功率场效应管的工作原理基于场效应传导。
当栅极电压为正值时，使得栅极和源极之间的沟道形成N型导电区，增大了导电区域，使通流能力增加；当栅极电压为零或负值时，栅极和源极之间的沟道被截断，导电区域变小，导通能力减小。
这样能够通过栅极电压的控制来实现对电流的开关控制，从而达到放大或开关的效果。
三、应用：1.电源：功率场效应管可以用于直流电源的变换、调节和开关。
通过控制输入信号的开关，可以实现对输出电压和电流的调节。
功率场效应管在开关频率高、效率高的AC/DC电源和DC/DC变换器中得到广泛应用。
2.电机控制：功率场效应管可用于电机的驱动和控制。
通过控制栅极电压，可以实现电机的开关和速度调节，广泛应用于电动车、工业自动化等领域。
3.LED驱动：功率场效应管在LED照明中起到了至关重要的作用。
通过控制功率场效应管的开关状态，可以实现对LED的亮度和颜色的调节，同时提高了LED照明的效率和稳定性。
4.无线电频率放大：功率场效应管在无线电通信领域中广泛用于频率放大。
场效应管工作原理
场效应管工作原理场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种半导体器件，它是一种三端管，由栅极、漏极和源极组成。
场效应管是现代电子器件中使用最为广泛的一种，它具有高输入阻抗、低输出阻抗、功耗小、体积小等优点，因此在电子设备中有着广泛的应用。
那么，场效应管是如何工作的呢？接下来，我们将从场效应管的工作原理、结构特点和应用领域等方面进行介绍。
首先，让我们来了解一下场效应管的工作原理。
场效应管主要由栅极、漏极和源极三个电极组成。
当在栅极和源极之间加上一定的电压时，栅极和源极之间形成一个电场，这个电场的强弱可以通过控制栅极电压的大小来调节。
当栅极电压增大时，电场强度增大，使得漏极和源极之间的导电能力增强，从而控制了漏极和源极之间的电流。
因此，场效应管是一种电压控制型的器件，其工作原理是通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。
其次，场效应管的结构特点也是其工作原理的重要体现。
场效应管的栅极与漏极、源极之间的绝缘层是一种极薄的氧化层，这使得场效应管具有了非常高的输入电阻。
另外，场效应管的漏极和源极之间没有PN结，因此不存在二极管的导通压降问题，漏极和源极之间的电流可以被精确地控制。
这些结构特点使得场效应管具有了高输入阻抗、低输出阻抗、功耗小等优点，适合用于各种需要高频率、高速度、低功耗的场合。
最后，让我们来了解一下场效应管的应用领域。
场效应管由于其高频率、高速度、低功耗等特点，在数字电路、模拟电路、功率放大器、射频放大器等方面有着广泛的应用。
在数字电路中，场效应管可以用作开关，实现逻辑门电路的功能；在模拟电路中，场效应管可以用作放大器，实现信号的放大和处理；在功率放大器和射频放大器中，场效应管可以实现功率放大和频率放大。
此外，场效应管还被广泛应用于集成电路中，成为集成电路中不可或缺的一部分。
综上所述，场效应管是一种电压控制型的半导体器件，其工作原理是通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。
场效应管的作用及原理
场效应管的作用及原理
场效应管是一种重要的电子器件，它在电子技术中起着至关重要的作用。
本文将介绍场效应管的作用及原理。
一、场效应管的作用
场效应管的主要作用是放大和开关信号。
它可以根据输入信号的大小，通过控制栅极电压来改变输出信号的幅度。
场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，因此可以有效地将输入信号放大，并将放大后的信号输出到负载上。
此外，场效应管还可以作为开关使用，通过控制栅极电压来控制导通或截止状态，实现信号的开关控制。
二、场效应管的原理
场效应管的工作原理是基于电场控制电流的机制。
它由源极、漏极和栅极组成。
当栅极施加正电压时，栅极与源极之间形成一个正电场，这会吸引漂浮在栅极上的自由电子，使得栅极与源极之间形成导电通道。
电子通过通道流向漏极，形成电流。
此时，场效应管处于导通状态。
相反，当栅极施加负电压或不施加电压时，栅极与源极之间的电场消失，导电通道关闭，电流无法通过。
此时，场效应管处于截止状态。
由于栅极与源极之间的电场可以通过改变栅极电压来控制，因此场效应管具有电压控制电流的特性。
栅极电压变化可以引起漏极电流的变化，从而实现对信号的放大或开关控制。
三、总结
场效应管是一种重要的电子器件，它可以实现信号的放大和开关控制。
其工作原理是通过电场控制电流，栅极电压的变化可以改变漏极电流，从而实现对信号的控制。
场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，适用于各种电子设备中的放大和开关电路。
通过深入理解场效应管的作用和原理，我们可以更好地应用和设计电子电路，推动电子技术的发展。
场效应管的作用和工作原理
场效应管的作用和工作原理
场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种电子器件，常用于放大、开关和调节信号的电流。
它的作用类似于晶体管，但是它的控制方式不同。
场效应管的工作原理是利用电场控制电流流动。
它由一个P
型或N型的半导体基片、上面覆盖着一个绝缘层和一个金属
门极组成。
当施加一个外部电压于门极时，电场会影响衬底与沟道之间的电荷分布，从而改变电流的流动。
N型场效应管：
1. 当门极施加正电压时，形成一个负电荷区（空穴）在绝缘层下方，继而吸引N型衬底上的自由电子形成一个由N型沟道
连接源极与漏极的导电通道。
这时，N型场效应管处于导通状态。
2. 当门极施加负电压时，将把基片上空N型区的电子排斥开，减少了N型沟道的导电能力，导致漏电流减小，所以N型场
效应管处于截止状态。
P型场效应管：
1. 当门极施加负电压时，形成一个正电荷区（电子）在绝缘层下方，继而吸引P型衬底上的空穴形成一个由P型沟道连接
源极与漏极的导电通道。
这时，P型场效应管处于导通状态。
2. 当门极施加正电压时，将把基片上空P型区的空穴排斥开，减少了P型沟道的导电能力，导致漏电流减小，所以P型场
效应管处于截止状态。
总之，场效应管的工作原理是通过改变门极电压来控制沟道的导电能力，从而实现对电流的调节。
与晶体管相比，场效应管具有输入电阻高、噪声低、频率响应宽等优点，因此在很多应用中被广泛使用。
场效应管的结构及工作原理 和应用例题讲解
场效应管的结构及工作原理和应用例题讲解嘿呀！今天咱们来好好聊聊场效应管的结构及工作原理和应用例题讲解。
首先呢，咱们来瞅瞅场效应管的结构哇！场效应管分成好几种类型，像结型场效应管和绝缘栅型场效应管等等。
就拿绝缘栅型场效应管来说吧，它里面又有增强型和耗尽型之分呢。
哎呀呀，这结构可复杂又精细！
再说说它的工作原理呀！简单来讲，场效应管是通过电场来控制电流的。
比如说，在栅极上加不同的电压，就能改变导电沟道的宽窄，从而控制源极和漏极之间的电流。
哇塞，是不是很神奇！
接下来咱们看看它的应用，这可太广泛啦！在电子电路中，场效应管可以用来做放大器，增强信号的强度呢。
还有哦，在数字电路里，它能当开关使用，控制电路的通断。
哎呀呀，这可真是太重要啦！
给您举个应用例题讲解讲解哈。
比如说，在一个音频放大电路中，咱们就用场效应管来放大声音信号。
首先，根据输入信号的大小和频率，选择合适的场效应管型号。
然后呢，设计好电路的参数，像偏置电压、负载电阻啥的。
哇！通过合理的调试和优化，就能让声音变得更加清晰、响亮。
还有在电源管理方面，场效应管也大有用处呀！比如说，在直流-直流转换器中，它可以高效地控制电流的流动，提高电源的转换效率。
哎呀，这可不得了！
在通信领域呢，场效应管也是不可或缺的哟！比如在手机的射频
放大器中，它能让信号传输更加稳定和可靠。
哇哦！
总之呀，场效应管的结构、工作原理以及应用真是太重要、太广泛啦！咱们可得好好掌握，才能在电子电路的世界里畅游无阻呢！您说是不是呀？。
功率场效应管的结构,工作原理及应用
功率场效应管(MOSFET)的结构,工作原理及应用本文将介绍功率场效应管(MOSFET)的结构、工作原理及基本工作电路。
什么是场效应管(MOSFET)“场效应管(MOSFET)”是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。
它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。
所谓功率场效应管(MOSFET)(Power 场效应管(MOSFET))是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安)，用于功率输出级的器件。
场效应管(MOSFET)的结构图1是典型平面N沟道增强型场效应管(MOSFET)的剖面图。
它用一块P型硅半导体材料作衬底(图la)，在其面上扩散了两个N型区(图lb)，再在上面覆盖一层二氧化硅(SiQ2)绝缘层(图lc)，最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：G(栅极)、S(源极)及D(漏极)，如图1d所示。
从图1中可以看出栅极G与漏极D及源极S是绝缘的，D与S之间有两个PN结。
一般情况下，衬底与源极在内部连接在一起。
图1是N沟道增强型场效应管(MOSFET)的基本结构图。
为了改善某些参数的特性，如提高工作电流、提高工作电压、降低导通电阻、提高开关特性等有不同的结构及工艺，构成所谓VMOS、DMOS、TMOS等结构。
图2是一种N沟道增强型功率场效应管(MOSFET)的结构图。
虽然有不同的结构，但其工作原理是相同的，这里就不一一介绍了。
场效应管(MOSFET)的工作原理要使增强型N沟道场效应管(MOSFET)工作，要在G、S之间加正电压VGS及在D、S 之间加正电压VDS，则产生正向工作电流ID。
改变VGS的电压可控制工作电流ID。
如图3所示（上面↑）。
若先不接VGS(即VGS＝0)，在D与S极之间加一正电压VDS，漏极D与衬底之间的PN结处于反向，因此漏源之间不能导电。
场效应管及其应用
结构; (b) N沟道 结型场效应管符号;
g 栅极
d 漏极 耗尽层
P
P
g
N
s 源极 (a)
d s (b)
d g
s
(c)
P沟道结型场效应
图 3.1结型场效应管
(3. 1)
01 02 03
图3.2表示的是结型场效应管施加偏置电压后的 接线图。
场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特 性曲线。
在uDS一定时, 漏极电流iD与栅源电压uGS之间 的关系称为转移特性。 即
03 2 ）
场效应管放大电路的静态工作点可用式（3.4）或式 （3.5）与式（3.7）或式（3.8）联立求出UGSQ和IDQ, 漏源电压UDSQ由下式求得:
图3.12
场效应管 微变等效
id
d
电路
＋
g＋
uds
ugs
－
－
s
g＋ ugs
－ s
01
电压放大倍数:
02
(3. 10)
'03
输入电阻:
u iRR guR ( g od
iD d
－ UGG
＋
g
－
P
uGS ＋
P N
S
＋ Rd
＋
uDS
－ UDD
－
图3.2 N沟道结 型场效应管工作 原理
图3.3 N沟道结型场效 应管转移特性曲线
iD / m A
IDSS 5 4
3 u DS =1 2 V
2
1 U GS ( of f) －4 －3 －2 －1 0
u GS /V
单击此处添加小标题
u u g R u (1
') 壹
场效应管原理与应用
场效应管原理与应用
引言
影响市场的主要是供求状况以及定价，而存在的问题是，一般情况下企业（供方）与消费者（需方）之间的行为及定价会相互影响，这就是所谓的市场效应。
一、市场效应
市场效应是指一个企业（供方）的行为和定价会影响消费者（需方）的行为和定价，反过来消费者的行为和定价也会影响供方的行为和定价。
市场效应可以用后效性（后继效应）和前效性（前置效应）两个不同的方式来描述。
1、后效性：即行为或价格改变后造成的市场效应，在后效性中，参与者的决定和行为是根据之前发生的变化作出的，这个变化可能是一个动作、一次操作或是一个事件。
2、前效性：即行为或价格改变前的预期市场效应，在前效性中，参与者预计结果以后可能会有什么变化，于是他们根据自己以前的经验对预期结果作出决定和行为。
二、市场效应的应用
1、品牌宣传：品牌宣传是一个定价增加销量的有效方式，可以通过向消费者推广产品信息，通过激发消费者的购买欲望来达到目的。
2、定价策略：企业通过定价来影响消费者的行为，根据不同的市场状况适当调整定价策略，以实现销量的增加，提升企业的经济效益。
3、销售技巧：企业通过销售技巧。
场效应管的工作原理和使用方法
场效应管的工作原理和使用方法
微波场效应管是一种微波技术，它利用微波的作用原理，使用电子设
备实现信号的放大、控制和测量。
微波场效应管的工作原理如下：首先，
将信号送入射频输入端，发射微波；然后，当微波传输到射频输出端时，
射频输出端会根据输入端的信号发出相应的信号。
当微波发射到射频输入
端时，它会与场效应管本身的内部结构交互作用，产生电子晶体管的动作
效应以及其它特定的电晶体效应。
最后，当微波发射到射频输入端时，电
子晶体管会产生电荷并改变电平，从而使得射频输出端发出相应的信号。
使用微波场效应管的方法：
1、在实验的准备阶段，首先要确定实验中使用的微波场效应管类型；
2、安装微波场效应管，通常是将其放置在特定的支架上；
3、使用射频电缆将射频连接到微波场效应管；
4、调节微波场效应管的参数，使其能够达到最佳的操作性能；
5、进行实验，根据实验要求使用相应的信号源和测量仪器，以获得
准确的测量结果。
场效应管工作原理与应用
V DS > VGS – VGS(th)
4V 3.5 V
特点：
O
VDS /V
ID 只受 VGS 控制，而与 VDS 近似无关，表现出类似 三极管的正向受控作用。
考虑到沟道长度调制效应，输出特性曲线随 VDS 的增加略有上翘。
注意：饱和区(又称有源区)对应三极管的放大区。
14
数学模型：
工作在饱和区时，MOS 管的正向受控作用，服从 平方律关系式：
因此，非饱和区又称为可变电阻区。
12
数学模型：
VDS 很小 MOS 管工作在非饱区时，ID 与 VDS 之间呈线性关系：
ID
n C O XW
2l
[2(VGS
VGS (th))VDS
VD2S ]
n C O XW
l
(VGS
VGS (th))VDS
其中，W、l 为沟道的宽度和长度。
COX (= / OX) 为单位面积的栅极电容量。
D
P+ N+
N+
P+ N+
N+
P
P
由图
VGD = VGS - VDS
▪ VDS 很小时 → VGD VGS 。此时 W 近似不变，即 Ron 不变。
因此
VDS→ID 线性 。
▪ 若 VDS →则 VGD → 近漏端沟道 → Ron增大。
此时
Ron →ID 变慢。
7
▪ 当 VDS 增加到使 VGD = VGS(th) 时 → A 点出现预夹断
共源组态特性曲线：
IG 0 VG+-S
ID
+
T VDS
-
输出特性： 转移特性：
场效应管的工作原理详解
场效应管的工作原理详解场效应管（Field Effect Transistor，FET）是一种常用的半导体器件，具有广泛的应用领域，如放大器、开关、逆变等。
本文将详细介绍场效应管的工作原理。
一、场效应管的基本结构场效应管由栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）三个部分组成。
其中栅极与源极之间的电压（Vgs）作用于栅极与源极之间的绝缘层，控制电流从漏极到源极的通断状态。
二、N沟道场效应管（N-Channel FET）1. 静态工作原理N沟道场效应管作为一种N型材料构成的器件，其栅极与源极之间的电压（Vgs）为负数时，使得栅极与沟道之间的电场均匀，形成一个浓度较高的N型沟道，使得漏极和源极之间的导通电阻减小。
当Vgs=0时，N沟道场效应管处于截止状态。
2. 动态工作原理当将正向电压（Vds）加到漏极和源极之间时，漏极端的电势较低，而源极端较高。
此时通过漏极和源极之间的电阻小，使得电流从漏极流向源极。
当电压Vds增大时，漏极电势继续下降，导致沟道中的电子浓度减小，电阻增加。
最终，当Vds达到一定值时，沟道中的电阻增大到一定程度，使得电流几乎不再增加，即处于饱和状态。
此时的电流为IDSS，对应的电压为Vp。
三、P沟道场效应管（P-Channel FET）1. 静态工作原理P沟道场效应管作为一种P型材料构成的器件，其栅极与源极之间的电压（Vgs）为正数时，使得栅极与沟道之间的电场均匀，形成一个浓度较高的P型沟道，使得漏极和源极之间的导通电阻减小。
当Vgs=0时，P沟道场效应管处于截止状态。
2. 动态工作原理当将负向电压（Vds）加到漏极和源极之间时，漏极端的电势较高，而源极端较低。
此时通过漏极和源极之间的电阻小，使得电流从源极流向漏极。
当电压Vds增大时，漏极电势继续上升，导致沟道中的空穴浓度减小，电阻增加。
最终，当Vds达到一定值时，沟道中的电阻增大到一定程度，使得电流几乎不再增加，即处于饱和状态。
场效应管原理及应用
转;场效应管的工作原理及应用1场效应管的工作原理及应用场效应管（用FET表示）与晶体管的控制机理不同，它是利用输入电压去控制输出电流的一种半导体器件。
根据结构和工作原理不同分为绝缘栅型（又称MOS管或MOS－FET）场效应管和结型（JFET）场效应管两大类型。
与晶体管相比，它具有输入电阻高，制造工艺简单，特别适合大规模集成等诸多优点，因此得到了广泛的应用。
1.FET的工作原理和放大作用为了说明FET的工作原理和放大作用，我们先从一个简单而实用的亮度调整电路谈起。
图1是一个用MOSFET构成的亮度调整由路。
由图1可见。
如果我们旋动调节旋钮（调节图中RW电位器）就可以改变MOSFET的输入电压VGS，实现控制灯泡电流、改变灯光亮度的目的。
电阻R1和R2的阻值决定了控制电压的范围，R1主要决定输入控制电压VGS的最大值，R2主要决定输入控制电压VGS的起始值。
由于R1和R2的值可取得很大，因此可减少控制回路的电流，节省电能。
并联在输入端的稳压二极管D2用来限制输入控制电压VGS，使 VGS不超过1OV，以保护 MOSFET。
那么 MOSFET是如何实现用输入电压VGS去控制输出电流ID的呢？又为什么电路中的 R1和R2可选得很大呢？这正是由MOSFET的控制机理和结构来实现的。
MOSFET有N沟道和P沟道两种类型，每种类型又分为增强型和耗尽型，即N为道增强型、N沟还耗尽型、P沟道增强型和P为道耗尽型四种MOS管，我们在图1光度调整电路中所采用的MOS管为N沟道增强型MOSFET。
它的结构及符号如图2（a）、（b）所示。
它是在一块P 型硅片上扩散两个相距很近的高掺杂N型区（用N＋表示），并分别从两个N型区上引出两个电极，分别称为源极（用S表示）和漏极（用D表示），在源区和漏区之间的衬底表面覆盖一层很薄的绝缘层，再在这绝缘层上覆盖一层金属薄层，形成栅极（用G表示），因此，栅极与其它两电极之间是绝缘的，故输入电阻极高。
场效应管的工作原理和优势
场效应管的工作原理和优势
一、工作原理
场效应管是一种广泛应用的电子器件，它利用电场效应来控制半导体材料的导电性能。
具体来说，场效应管由三个电极组成：栅极、源极和漏极。
在栅极与源极之间加一个电压，会在半导体材料中产生一个电场。
这个电场会影响源极和漏极之间的电流，从而实现电压的控制。
二、优势
1.低噪声：场效应管具有较低的噪声系数，因此它在放大信号时能保持较高的信噪比，特别适合用于通信、音频和视频等领域。
2.高输入阻抗：场效应管的输入阻抗极高，接近于无穷大。
这意味着它对信号源的负载非常小，有利于减小信号源的负担。
3.低功耗：由于场效应管的工作效率高，因此它在工作时的功耗较低。
这使得它适合用于便携式设备和电池供电的应用。
4.易于集成：场效应管可以在集成电路中实现小型化，使得它在微电子领域具有广泛的应用。
5.稳定性好：场效应管的阈值电压相对稳定，不易受温度和工艺等因素的影响。
这使得它在各种工作条件下都能保持稳定的性能。
6.易于控制：通过改变栅极电压，可以方便地控制漏极电流，使得场效应管成为一种易于控制的电子器件。
mosfet场效应管工作原理
mosfet场效应管工作原理今天咱们来聊聊那个神奇的 MOSFET 场效应管。
这 MOSFET 场效应管就像是电路世界里的一个小精灵，虽然个头不大，但本事可不小！先来说说它的结构。
MOSFET 呢，有三个极，分别是栅极、源极和漏极。
这栅极就像是小精灵的指挥棒，源极和漏极就像是它要控制的两个通道。
当栅极上没有电压的时候，就像是小精灵在偷懒休息，源极和漏极之间的通道是关闭的，电流很难通过，就好像是道路被堵住了一样。
可一旦在栅极上加了电压，这小精灵就来精神啦！它会产生一个电场，这个电场就像有魔力一样，能够控制源极和漏极之间通道的宽窄。
加的电压越大，通道就开得越宽，电流就能更顺畅地通过。
想象一下，这就好像是一条河，平时河道很窄，水流很小。
但当有人控制着闸门，把闸门开大，河道变宽了，水流也就汹涌起来啦！而且啊，MOSFET 场效应管还有增强型和耗尽型之分呢。
增强型的就像是个有点害羞的小精灵，非得栅极电压达到一定程度，它才肯好好工作，打开通道让电流通过。
而耗尽型的呢，就像是个特别积极主动的小精灵，就算栅极电压没加，它也会先把通道开个小口，等栅极电压来了，再根据情况调整通道的大小。
在实际应用中，MOSFET 场效应管可是大显身手呢！比如说在电源电路里，它就像个尽职尽责的保安，控制着电流的大小和流向，保证电路的稳定和安全。
在放大电路里，它又像是个神奇的魔术师，能把小信号放大成大信号，让我们能更清楚地接收到有用的信息。
还有哦，在数字电路中，它就变成了一个聪明的开关，快速地开开合合，实现各种逻辑功能。
总之啊，MOSFET 场效应管这个小家伙，虽然看起来不起眼，但在电子世界里可是起着至关重要的作用呢！它就像是一个默默付出的小英雄，为我们的电子设备能够正常工作立下了汗马功劳。
怎么样，朋友，是不是对 MOSFET 场效应管的工作原理有了更亲切的认识啦？。
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场效应管工作原理与应用
概述
场效应管是另一种具有正向受控作用的半导体器件。 它体积小、工艺简单，器件特性便于控制，是目前制造 大规模集成电路的主要有源器件。
场效应管分类：
MOS 场效应管 结型场效应管
场效应管与三极管主要区别：
• 场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。 • 场效应管是单极型器件(三极管是双极型器件)。
因此预夹断后： VDS →ID 基本维持不变。
8
▪ 若考虑沟道长度调制效应 则 VDS →沟道长度 l →沟道电阻 Ron略 。 因此 VDS →ID 略 。 由上述分析可描绘出 ID 随 VDS 变化的关系曲线：
ID VGS一定
O VGS –VGS(th)
VDS
曲线形状类似三极管输出特性。
ID/mA VDS = VGS – VGS(th)
条件： 特点：
VGS > VGS(th) V DS < VGS – VGS(th)
VGS = 5 V
4.5 V 4V 3.5 V
ID 同时受 VGS 与 VDS 的控制。O
VDS /V
当 VGS为常数时，VDSID 近似线性，表现为一种电阻特性；
当 VDS为常数时，VGS ID ，表现出一种压控电阻的特性。
N+
P+
N+
N+
P
P
由图
VGD = VGS - VDS
▪ VDS 很小时 → VGD VGS 。此时 W 近似不变，即 Ron 不变。
因此
VDS→ID 线性 。
▪ 若 VDS →则 VGD → 近漏端沟道 → Ron增大。
此时
Ron →ID 变慢。
7
▪ 当 VDS 增加到使 VGD = VGS(th) 时 → A 点出现预夹断
• VGS > 0 (形成导电沟道)
-VDS +
U
S -VGS + G
栅 衬之间相当
D
于以 SiO2 为介质 的平板电容器。
P+
N+
N+
P
5
➢ N 沟道 EMOSFET 沟道形成原理
• 假设 VDS = 0，讨论 VGS 作用
VGS
衬底表面层中 负离子、电子
形成空间电荷区 并与 PN 结相通
VDS = 0 S -VGS + G
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-VDS +
-VDS +
S -VGS + G
D
S -VGS + G
D
U
U
P+
N+
N+ A
P
P+
N+
N+
A P
▪ 若 VDS 继续 →A 点左移 → 出现夹断区
此时
VAS = VAG + VGS = -VGS(th) + VGS (恒定)
若忽略沟道长度调制效应，则近似认为 l 不变(即 Ron不变)。
2
3.1 MOS 场效应管
MOSFET
增强型(EMOS) 耗尽型(DM 沟道(NMOS) P 沟道(PMOS)
N 沟道 MOS 管与 P 沟道 MOS 管工作原理相似， 不同之处仅在于它们形成电流的载流子性质不同，因此 导致加在各极上的电压极性相反。
U
P+
N+
P
反型层
D
N+
VGS 开启电压VGS(th) 表面层 n>>p 形成 N 型导电沟道
VGS 越大，反型层中 n 越多，导电能力越强。
6
• VDS 对沟道的控制(假设 VGS > VGS(th) 且保持不变)
-VDS +
-VDS +
S -VGS + G
D
S -VGS + G
D
U
U
P+
N+
共源组态特性曲线：
IG 0 VG+-S
ID
+
T VDS
-
输出特性： 转移特性：
ID = f ( VDS ) VGS = 常数 ID = f ( VGS ) VDS = 常数
转移特性与输出特性反映场效应管同一物理过程， 它们之间可以相互转换。
11
➢ NEMOS 管输出特性曲线 非饱和区
沟道预夹断前对应的工作区。
3
3.1.1 增强型 MOS 场效应管
N 沟道 EMOSFET 结构示意图
衬底极 电路符号
源极
US
金属栅极
GD W
D
G S
P+
U
N+
N + P+
l
P
沟道长度
漏极 沟道 宽度
SiO2 绝缘层 P 型硅 衬底
4
N沟道 EMOS 管工作原理
➢ N 沟道 EMOS 管外部工作条件
• VDS > 0 (保证漏衬 PN 结反偏)。 • U 接电路最低电位或与 S 极相连(保证源衬 PN 结反偏)。
9
MOSFET 工作原理：
利用半导体表面的电场效应，通过栅源电压 VGS 的变化，改变感生电荷的多少，从而改变感生沟道的 宽窄，控制漏极电流 ID 。 • MOS 管仅依靠一种载流子(多子)导电，故称单极 型器件。
• 三极管中多子、少子同时参与导电，故称双极型器件。
10
伏安特性
由于 MOS 管栅极电 流为零，故不讨论输入特 性曲线。