场效应管(建议看)
常见场效应管
常见场效应管场效应管（Field Effect Transistor，简称 FET）是一种重要的电子元件，在电子电路中有着广泛的应用。
它具有输入电阻高、噪声小、功耗低、热稳定性好等优点，被广泛应用于模拟电路和数字电路中。
下面我们就来详细了解一下常见的场效应管。
一、结型场效应管（Junction Field Effect Transistor，JFET）结型场效应管是最早出现的场效应管之一。
它的结构比较简单，主要由一个 N 型或 P 型半导体沟道以及两个 PN 结组成。
根据沟道的类型，结型场效应管可以分为 N 沟道结型场效应管和 P 沟道结型场效应管。
N 沟道结型场效应管在正常工作时，需要在栅极和源极之间加一个反向偏置电压，使得 PN 结处于截止状态。
这样，沟道中的多数载流子（电子）就会受到耗尽层的阻挡，从而减小沟道的导电能力，实现对电流的控制。
P 沟道结型场效应管的工作原理与 N 沟道类似，只是多数载流子为空穴，并且栅极和源极之间需要加一个正向偏置电压。
结型场效应管的特点是输入电阻高，一般可达10^7 Ω 以上；噪声低；但它的缺点是输出特性曲线的非线性较严重，放大倍数较小。
二、金属氧化物半导体场效应管（MetalOxideSemiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）MOSFET 是目前应用最广泛的场效应管之一。
它分为增强型MOSFET 和耗尽型 MOSFET 两种类型。
增强型 MOSFET 又分为 N 沟道增强型和 P 沟道增强型。
对于 N 沟道增强型 MOSFET，当栅极和源极之间的电压为零时，沟道不存在，只有当栅极电压大于阈值电压时，才会形成沟道，从而实现电流的导通。
P 沟道增强型 MOSFET 的工作原理与之相反。
耗尽型 MOSFET 同样有 N 沟道和 P 沟道之分。
在耗尽型 MOSFET 中，即使栅极电压为零，也存在一定的沟道。
当栅极电压为负（对于N 沟道）或正（对于 P 沟道）时，沟道会被耗尽，从而控制电流。
场效应管资料
场效应管资料大家平时都可以查到这些资料，不过也比较麻烦的。
07N03L 30V 80A 150W N10N20 10A 200V N 沟道MOS管10N60 10A 600V11N80 11A 800V 156W11P06 60V 9.4A P沟道直插13N60 13A 600V N 沟道15N03L 30V 42A 83W N2N7000 60V 0.2A 0.35W N2N7000 60V 0.2A 0.35W N40N03H 30V 40A N4232 内含P沟道,N沟道MOS管各一,4532M 内含P沟道,N沟道MOS管各一,50N03L(SD 30V 47A 50W N 沟道小贴片MOS 55N03 25V 55A 103W5N90 5A 900V5P25 250V 5A6030LX 30V 52A 42W N603AL 30V 25A 60W N 沟道小贴片MOS6A60 600V 6A N6N70 700V 6A N6P25 250V 6A70L0270N06 70A 60V 125W7N60 600V 7A N,铁7N70 7A 700V85L028N25 250V ,8A ,同IRF63495N03 25V 75A 125W9916H 18V 35A 58W 小贴片，全新9N60 9A 600V9N70 9A 700VAF4502CS 内含P沟道，N沟道MOS管各一A04403 30V 6.1A 单P沟道8脚贴片A04404 30V 8.5A 单N沟道8脚贴片A04405 30V 6A 3W 单P沟道8脚贴片A04406 30V,11.5A,单N沟道,8脚贴A04407 30V 12A 3W 单P沟道,8脚贴片A04407 30V 12A 3W 单P沟道,8脚贴片A04408 30V 12A 单N沟道,8脚贴片A04409 30V 15A P沟道场效应,8脚A04410 30V 18A 单N沟道8脚贴片A04411 30V 8A 3W P沟道场效应,8脚A04413 30V 15A 3W 单P沟道,8脚贴片A04413 30V 15A 3W 单P沟道,8脚贴片A04414 30V,8.5A,3WM 单N沟道，8脚A04418 30V 11.5A N沟道8脚贴片A04422 30V 11A N 沟道8脚贴片A04423 30V 15A 3.1W 单P沟道,8脚贴A04600 内含P沟道，N沟道MOS管各一A0D405 30V，18A，P高压板MOS管贴A0D408 30V，18A，P高压板MOS管贴A0D409 60V 26/18A P 高压板MOS 管贴A0D409 60V 26/18A P 高压板MOS 管贴A0D420 30V,10A,N高压板MOS管贴A0D442 60V，38/27A，N 高压板MOS管贴A0D442 60V38/27A,N高压板MOS管贴A0D444 60V,12A,N 高压板MOS管贴A0P600 内含P,N沟道各1,30V 7.5AA0P605 内含P,N沟道各1,30V 7.5AA0P607 内含P、N沟道各1，60V 4。
场效应管的基础知识
场效应管的基础知识：
场效应管（Field Effect Transistor，FET）是一种利用电场效应来控制半导体器件中的电流流动的半导体器件。
以下是场效应管的基础知识：
1.工作原理：场效应管利用电场效应原理，通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间
的电流。
当栅极电压为零时，源极和漏极之间没有电流。
当栅极电压不为零时，电场效应使得半导体内的电子聚集在沟道的一侧，形成导电沟道，从而使得源极和漏极之间有电流流动。
2.结构：场效应管的结构包括源极（Source）、漏极（Drain）、栅极（Gate）三个电
极。
源极和漏极之间是半导体材料，称为沟道。
栅极位于源极和漏极之间，通过控制栅极电压来控制沟道的通断。
3.类型：场效应管有N沟道和P沟道两种类型。
N沟道场效应管的源极和漏极之间是
N型半导体，P沟道场效应管的源极和漏极之间是P型半导体。
4.特性曲线：场效应管的特性曲线包括转移特性曲线和输出特性曲线。
转移特性曲线
表示栅极电压对漏极电流的影响，输出特性曲线表示漏极电流与漏极电压之间的关系。
5.应用：场效应管广泛应用于电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。
由于场效应
管具有体积小、重量轻、寿命长等优点，因此在便携式设备、移动通信等领域得到广泛应用。
场效应管参数及应用
场效应管参数及应用场效应管（Field-Effect Transistor，FET）是一种用来放大电信号或者作为开关的电子器件。
它是一种三端口的半导体器件，由栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）组成。
FET有多种类型，其中最常见的是金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET），还有金属-半导体场效应管（MESFET）和绝缘体-半导体场效应管（JFET）。
场效应管具有以下几个重要参数：1.漏极-源极饱和电流（IDSS）：在栅极短路时，漏极-源极之间的电流。
它是FET的最大电流值，一旦超过该值，FET可能会损坏。
2. 开启电压（VGS(th)）：当栅极电压达到一定值时，FET开始导通。
这个值被称为开启电压，它决定了FET的灵敏度和工作状态。
3.增益（μ）：增益是指FET输出电流与输入电流之比。
它决定了FET的放大效果，即输入信号经过FET放大后的输出信号强度。
4.漏极电流（ID）：漏极电流是FET的输出电流，也是通过FET的电流。
它取决于栅极电压和源极电压。
5. 最大电源电压（VDSmax）：FET能够承受的最大漏极-源极电压。
一旦超过该值，FET可能会损坏。
6.漏极电导（gDS）：漏极电导是指当FET处于导通状态时，漏极电流随漏极电压的变化率。
它决定了FET的开关速度和功耗。
场效应管在电子设备中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.放大器：FET作为放大器能够放大弱小的输入信号，并产生强大的输出信号。
它常用于音频放大器、射频电路和功率放大器等领域。
2.开关：由于FET具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗，因此它可以作为开关用于控制电流流动。
它广泛应用于数字电路、模拟电路和功率开关等领域。
3.模拟开关：FET在模拟开关电路中起到将模拟信号发送到特定路径的作用。
它通常用于电路选择、模拟开关和模拟复用等应用。
4.振荡器：FET可以用作振荡器，产生连续振荡信号。
它通常用于无线电设备和通信系统中的频率合成器和本地振荡器。
场效应管参数解释
场效应管参数解释场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种主要由场效应产生以控制电流的电子元件，也被称为双极型场效应晶体管。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、电流放大能力强、稳定性好的特点，并且在电子领域有着广泛的应用。
本文将介绍FET的一些重要参数及其解释。
1. 阈值电压（Threshold Voltage，Vth）阈值电压是指场效应管的栅极电压，当栅极电压高于阈值电压时，场效应管开始导通。
阈值电压是FET工作的关键参数之一，它决定了控制栅极电流的灵敏度和导通特性。
2. 转导（Transconductance，gm）转导是指单位栅极-源极电流变化时，引起的栅极-源极电压变化的比值。
转导越大，说明场效应管的放大能力越强。
3. 饱和电流（Saturation Current，IDSS）饱和电流是指在栅极-源极电压为零的情况下，漏极电流达到的最大值。
它是FET导通状态下最大允许的电流值。
4. 饱和电压（Saturation Voltage，VDSat）饱和电压是指漏极-源极电压达到的最大值。
当漏极-源极电压高于饱和电压时，场效应管会进入非线性区。
5. 输入电容（Input Capacitance，Ciss）输入电容是指场效应管的栅极和源极之间的电容。
它决定了场效应管的输入阻抗和频率特性。
6. 输出电容（Output Capacitance，Coss）输出电容是指场效应管的漏极和源极之间的电容。
它影响到场效应管的输出阻抗和频率特性。
7. 耦合系数（Coupling Factor，k）耦合系数是指输出电压与输入电压之间的相对变化比例。
它是衡量场效应管的信号放大能力的重要参数。
8. 噪声系数（Noise Figure噪声系数是指场效应管将输入信号转化为输出信号时引入的噪声功率与输入信号功率之比。
噪声系数越小，说明场效应管的抗噪声能力越好。
9. 动态电阻（Dynamic Resistance，rd）动态电阻是指沟道导通时，沟道导纳对漏极-源极电流的变化对数的导数。
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，简称FET），是一种能够实现电压控制电流的半导体器件。
它是晶体管的一种，与另外两种晶体管，即双极型晶体管和增强型晶体管相比，具有许多优点，如高输入阻抗、低噪声、稳定性好等。
场效应管主要由源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）组成。
栅极与漏极之间的距离构成沟道（Channel），沟道是由导电性的半导体材料构成的。
在沟道的下面有一层绝缘材料，称为栅绝缘层。
栅绝缘层将沟道与栅极隔离开来，使得栅极施加的电场可以控制沟道中的电荷分布。
由于这种控制机制，场效应管可以实现电压控制电流。
场效应管可以分为三种类型：MOSFET、JFET和MESFET。
MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）是最常见的场效应管。
它的栅绝缘层由一层绝缘的氧化层构成，因此也被称为金属氧化物半导体结构。
MOSFET又可以进一步分为两种类型：增强型MOSFET（Enhancement Mode MOSFET）和负增强型MOSFET（Depletion Mode MOSFET）。
JFET（Junction Field-Effect Transistor，结型场效应晶体管）由两个接触在半导体材料上的pn结构组成，其中一个结是沟道-源结（Channel-Source Junction），另一个结是沟道-漏结（Channel-Drain Junction）。
JFET的工作原理是通过改变沟道中的载流子浓度来控制电流。
MESFET（Metal-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属半导体场效应晶体管）是一种结构类似于MOSFET的场效应管，但是栅绝缘层被金属取代。
因为栅极是由金属构成的，MESFET的操作速度相对较快，适用于高频应用。
场效应管原理与特性介绍解析
场效应管原理与特性介绍解析1、晶体管与场效应管区别a、双极型晶体管 BJT （Bipolar Junction Transistor）b、J型场效应管 Junction gate FET（Field Effect Transistor）c、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor FieldEffect Transistor)英文全称1、晶体管晶体管，也叫三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。
是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。
2、场效应管场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。
在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是既有多数载流子，也利用少数载流子导电，被称之为双极型器件。
有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
3、场效应管分类：场效应晶体管（Field Effect Transistor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（10^7~10^12Ω）、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。
《场效应管》课件
场效应管在集成电路中应用广泛，因为其体积小、集成度高、功耗低等特点，晶体管在 音频放大器和功率放大器等大电流、高电压应用领域中应用较多。
优缺点比较
优点
场效应管具有低噪声、高输入阻抗、 低功耗等特点，晶体管具有输出功率 大、响应速度快、线性度好等特点。
开关电路
总结词
场效应管在开关电路中作为开关元件，能够控制电路的通断 状态。
详细描述
场效应管具有快速开关速度和低驱动电流的优点，适用于各 种数字和模拟电路中的开关控制。在开关电路中，场效应管 工作在饱和区和截止区，通过控制栅极电压来控制电路的导 通和截止状态。
振荡电路
总结词
场效应管在振荡电路中作为振荡元件，能够产生一定频率的振荡信号。
详细描述
场效应管具有高频率响应和低噪声的优点，适用于产生高频、低噪声的振荡信号 。在振荡电路中，场效应管工作在放大区或截止区，通过反馈网络控制振荡频率 和幅度。
调制解调电路
总结词
场效应管在调制解调电路中作为调制 和解调元件，能够实现信号的调制和 解调功能。
详细描述
场效应管具有高频率响应和低噪声的 优点，适用于各种通信系统中的调制 解调应用。在调制解调电路中，场效 应管用于信号的调制和解调过程，实 现信号的传输和处理。
行业标准与规范不断完善
03
为了规范市场和推动行业健康发展，未来场效应管行业标准与
规范将不断完善。
THANKS
感谢您的观看
功能。
种类与分类
总结词
场效应管有多种类型和分类方式，按结构可分为结型 和绝缘栅型，按导电沟道可分为N沟道和P沟道。
第三节场效应管ppt课件
场效应管 电压控制 N沟道和P沟道 gm=1-5mA/V rds=107-1014 很高 好 简单、成本低 栅极 源极 漏极
使用绝缘栅场效应 管时，要注意选择 适当的参数，不要 超极限使用。
特别要注意：在保 存及安装时，应使 三个电极保持短路； 焊接烙铁须接地良 好。
gm I D = U GS U DS
场效应管和晶体管的比较
控制方式 类型 放大参数
输入电阻 输出电阻 热稳定性 制造工艺 对应极
晶体管 电流控制 NPN型和PNP型 20-100
N+
若在场效应管加上栅源电 压 UGS ， 则 原 始 沟 道 的 P
大小将受该电压的控制， 即漏源之间的导电能力受
N沟道耗尽型绝缘栅管的结构
栅源电压UGS控制。
D
G S
对应的符号
耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线
ID
(mA) UDS=常数
ID
(mA)
1
12 IDS
8S
UG S(of f)
4
UGS(
V) -3 -2 -1 0 1 2
道
2V UGS=1V
UDS( V)
转移特性曲线
（输入电压对输出电流的 控制特性）
漏极特性曲线 (也叫输出特性曲线)
P沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号：
S
G
D
D
P+
P+效应管
S
G
D
增强型绝缘栅场效应管在
加电压后才能生成沟道，
而耗尽型场效应管是有原
始沟道存在的。
N+
场效应管
结型场效应管 绝缘栅场效应管
场效应管详解课件
SUMMAR Y
03
场效应管的应用
在数字电路中的应用
总结词
场效应管在数字电路中主要用作开关控制，具有低导通电阻、高速开关特性和 低静态功耗等优点。
详细描述
在数字电路中，场效应管常用于逻辑门电路、触发器、寄存器等数字逻辑电路 中，作为开关元件控制信号的通断。由于其低导通电阻和高开关速度，场效应 管能够实现高速、低功耗的数字逻辑功能。
噪声系数
场效应管在工作过程中产生的噪声与输入 信号的比值，表示场效应管的噪声水平。 噪声系数越低，信号质量越好。
失真系数
场效应管在工作过程中产生的非线性失真 与输入信号的比值，表示场效应管的失真 水平。失真系数越低，信号质量越好。
极限参数
01
02
03
04
最大漏极电流
场效应管能够承受的最大漏极 电流。超过该电流值可能会损
焊接操作
在焊接场效应管时应使用适当的焊接温度和时间，避免过热或时间 过长导致性能下降或损坏。
电源开关
在开关电源时应先关闭电源开关，避免瞬间电流过大对场效应管造 成损坏。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
场效应管的发展趋势与 展望
当前发展状况
场效应管在电子设备 中广泛应用，如放大 器、振荡器、开关等 。
的能量损耗和电磁干扰，提高电源的整体性能。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
场效应管的检测与代换
检测方法
1 2 3
判断电极
通过测量电极间的电阻来判断场效应管的电极， 通常G极与D极之间的电阻较小，S极与D极之间 的电阻较大。
场效应管详解
场效应管放大电路结型场效应管（JFET）N沟道、P沟道绝缘栅型场效应管（MOSFET）增强型（N沟道、P沟道）耗尽型（N沟道、P沟道）场效应管¾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。
从参与导电的载流子来划分，它有自由电子导电的N沟道器件和空穴导电的P沟道器件。
按照场效应三极管的结构划分，有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。
结型场效应管(Junction type Field Effect Transistor, JFET)1.结构2.工作原理N沟道：自由电子P沟道：空穴N 沟道PN结利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制，来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小电压控制型元件单极型①栅源电压V GS 对i D 的控制作用当V GS ＜0时，PN 结反偏，耗尽层变厚，沟道变窄，沟道电阻变大，I D 减小；V GS 更负，沟道更窄，I D 更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断，I D ≈0。
这时所对应的栅源电压V GS 称为夹断电压V P 。
②漏源电压V DS 对i D 的影响在栅源间加电压V GS ＞V P ，漏源间加电压V DS 。
则因漏端耗尽层所受的反偏电压为V GD =V GS -V DS ，比源端耗尽层所受的反偏电压V GS 大,(如:V GS =-2V, V DS =3V, V P =-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为-5V ，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端厚，沟道比源端窄，故V DS 对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。
随V DS 增大，这种不均匀性越明显。
当V DS 增加到使V GD =V GS -V DS =V P 时，在紧靠漏极处出现预夹断点。
当V DS 继续增加时，预夹断点向源极方向伸长为预夹断区。
由于预夹断区电阻很大，使V DS 降落在该区，由此产生的强电场力把未夹断区边界上的载流子都扫至漏极，形成漏极饱和电流。
如何正确使用场效应管
如何正确使用场效应管场效应管（Field Effect Transistor, FET）是一种重要的电子元件，广泛应用于电子电路中。
正确使用场效应管可以提高电路性能，同时保证电路的可靠性和稳定性。
本文将介绍如何正确使用场效应管，以及一些使用场效应管的注意事项。
一、场效应管的基本原理场效应管是一种控制电流的器件。
其工作原理基于场效应原理，通过施加电压来控制场效应管的导电特性。
场效应管由源极、栅极和漏极组成，其内部包含P型和N型半导体材料。
二、场效应管的类型场效应管可以分为两大类：MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）和JFET（结型场效应晶体管）。
- MOSFET：主要用于集成电路中，具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
MOSFET又可分为N沟道MOSFET（N-Channel MOSFET）和P沟道MOSFET（P-Channel MOSFET）。
- JFET：主要用于低频放大器和开关电路中，具有较低的输入阻抗和较高的输出阻抗。
JFET又分为N沟道JFET（N-Channel JFET）和P沟道JFET（P-Channel JFET）。
三、正确使用场效应管的步骤1. 选择适当的场效应管类型：根据具体的应用需求，选择适合的场效应管类型。
例如，如果需要在低功耗电路中使用，可选择功耗更低的MOSFET。
如果需要在高频电路中使用，可选择截止频率更高的JFET。
2. 确定管子的工作电压和电流：根据电路的设计要求，在数据手册中查找并确定场效应管的额定工作电压和电流。
根据这些参数，合理调整电路中的电阻和电压源，以保证场效应管的正常工作。
3. 正确连接管子引脚：根据场效应管的引脚图，将管子正确连接到电路中。
通常，场效应管的源极引脚连接到电路的负极，栅极引脚通过电阻连接到控制信号源，漏极引脚连接到负载或电源。
4. 设置栅极电压：栅极电压的设置直接影响场效应管的工作状态和导通能力。
通过调整连接到栅极的电阻或电压源，设置恰当的栅极电压，使场效应管工作在所需的区域。
mos管 场效应管
mos管场效应管【实用版】目录1.场效应管的概述2.场效应管的工作原理3.场效应管的分类4.场效应管的优缺点5.场效应管的应用正文一、场效应管的概述场效应管（Field Effect Transistor，简称 FET）是一种半导体器件，是基于半导体材料的电子运动方式而设计的。
场效应管是三种主要的晶体管之一，另外两种是双极晶体管和绝缘栅双极晶体管。
场效应管在电路设计中有着广泛的应用，尤其在放大电路、开关电路和振荡电路等方面有重要作用。
二、场效应管的工作原理场效应管的工作原理主要依赖于半导体材料的电子运动方式。
在 n 型半导体中，电子是主要的载流子，而在 p 型半导体中，空穴是主要的载流子。
当 n 型半导体与 p 型半导体结合时，形成一个 p-n 结，这就是场效应管的基本结构。
在场效应管中，栅极和源极之间的电流可以通过改变栅极电势来调节。
当栅极电势为正时，栅极与源极之间的电流增大；当栅极电势为负时，栅极与源极之间的电流减小。
这种特性使得场效应管在电路设计中具有很好的灵活性和可调性。
三、场效应管的分类根据栅极材料的不同，场效应管可以分为金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和增强型耗尽型金属氧化物半导体场效应管（增强型耗尽型 MOSFET，简称增强型 MOSFET 或耗尽型 MOSFET）。
增强型 MOSFET 的栅极材料为金属，而耗尽型 MOSFET 的栅极材料为氧化铝或氮化硅等非金属材料。
四、场效应管的优缺点场效应管具有以下优点：1.输入电阻高：场效应管的输入电阻很高，可以达到 10^9 欧姆，因此在电路设计中可以降低输入电流噪声。
2.功耗低：与双极晶体管相比，场效应管的功耗较低，可以降低电路的能耗。
3.频率高：场效应管具有较高的工作频率，可以满足高速电路的设计需求。
4.可靠性强：场效应管的结构简单，可靠性高，可以在恶劣的环境条件下稳定工作。
然而，场效应管也存在一些缺点：1.温度稳定性差：场效应管的温度稳定性相对较差，随着温度的变化，其性能参数会发生变化。
第四节 场效应管讲解
S
V UDS
S
ID f (UGS) UDS 常 数
UGS = 0 ，ID 最大； ID
VDD
UGS UGS
愈负，ID 愈小； = UP，ID 0。
IDSS
图 1.4.5 特性曲线测试电路
UP
O UGS
图 1.4.6 转移特性
两个重要参数
夹断电压 UP (ID = 0 时的 UGS) 饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID)
图 1.4.6(b) 漏极特性
漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和击穿 区。
第一章 半导体器件 场效应管的两组特性曲线之间互相联系，可根据漏
极特性用作图的方法得到相应的转移特性。
ID/mA UDS = 15 V
ID/mA UDS = 常数 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
UGS = 0 0.4 V
种类
绝缘 耗 栅型 尽 N 沟道 型
增 强 型 绝缘 栅型 P 沟道 耗 尽 型
第一章 半导体器件
符号
转移特性
D ID
B G
S
ID
ID
IDSS
UGS
UP O
O
D ID
B G
S D
ID
B G
S
UT O ID UGS
ID O
UP
UGS IDSS
漏极特性
+ UGS=0 _ _
UDS
_
+ +
o
_ _ _
o
N+
N+
子感应的负电荷减少，导电
沟道变窄，ID 减小； UGS = UP , 感应电荷被
“耗尽”，ID 0。
场效应管讲解课件
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目录
• 场效应管简介 • 场效应管的应用 • 场效应管的参数与规格 • 场效应管的选择与使用 • 场效应管的发展趋势与未来展望
01
场效应管简介
定义与特性
01
场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）：是一种 利用电场效应控制电流的半导体 器件。
新型材料的应用
随着新材料技术的不断发展，新型材料如碳纳米管、二维材料等 将被应用于场效应管的制造，提高其性能和稳定性。
制程工艺的优化
随着制程工艺的不断进步，场效应管的尺寸将进一步缩小，从而提 高集成度和效率。
智能化与自动化的提升
未来场效应管的生产将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品 质量。
应用领域的拓展
常见问题与解决方案
问题1
场效应管发热严重
解决方案
检查电路是否正常工作，确保散热措施有效。
问题2
场效应管性能不稳定
解决方案
检查电路参数是否匹配，确保工作条件符合要求。
场效应管损坏
问题3
解决方案
检查电路是否存在短路或过载现象，选用更高耐压和电 流的场效应管。
05
场效应管的发展趋势与未来 展望
技术创新与进步
在规定条件下，允许的最大漏极电 流。
交流参数
跨导gm
栅极电压变化与漏极电流变化 的比值。
输出电容COSS
漏源电压变化与漏极电流变化 的比值。
截止频率fT
场效应管的工作频率上限。
低频跨导gmT
漏极电流变化与栅极电压变化 的比值，考虑了漏源电压的影响
。
极限参数
最大允许漏源电压VDSM
在正常工作中，漏源极间允许的最大电压。
场效应管知识简介
场效应管知识简介一、场效应管简介场效应管（Field 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。
场效应管的类型若从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的 N 沟道器件和空穴作为载流子的 P 沟道器件；从场效应三极管的结构来划分，它有结型场效应三极管JFET 和绝缘栅型场效应三极管IGFET 之分。
IGFET 也称金属-氧化物-半导体三极管 MOSFET，简称MOS 管。
MOS 管性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
与双极型晶体管相比，场效应管有下列优点：输入电阻高、内部噪声小、耗电省、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单、易于集成化、工作频率高等。
因此场效应管在电子电路，逻辑电路，特别是在近代大规模和超大规模集成电路（VSI 和 LVSI）以及微波毫米波电路中得到及其广泛的应用。
二、场效应管分类场效应管的种类很多，按结构大致分为：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。
场效应管讲解
例5.2.1 P212
设VDS VGS VT，工作于饱和区
VGS
Rg 2 Rg1 Rg 2
VDD
40 5 2V 60 40
I DQ Kn (VGS VT )2 0.2 (2 1)2 0.2mA
VDS VDD I D Rd 5 0.2 15 2V 判断VDS 2V (VGS VT )=1V，成立
MOS电容
SiO2绝缘层
+ + + + + - - - - - -
金属铝
E
P
P型基底
电子反型层
SiO2绝缘层
掺入了大量的碱金 属正离子Na+或K+
+ + + + +
金属铝
- - - - - -
P
P型基底
电子反型层
一、结构和电路符号 S
G
D
金属铝
D
两个N区 N
P
N P型基底 SiO2绝缘层
G S
导电沟道
耗尽型的MOS管vGS=0时就有导电沟道，加反向 电压才能夹断。
iD 转移特性曲线
vGS VP 0
输出特性曲线
iD
vGS>0 vGS=0 vGS<0
0 vDS
四、说明：
（1）MOS管有四种基本类型；
（2）增强型的MOS管的vGS必须超过一定的值以使沟 道形成； 耗尽型的MOS管使形成沟道的vGS可正可负； （3）MOS管的输入阻抗特别高
N沟道增强型
S
G
D D
N
P
N
G
S
N 沟道耗尽型
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0V –1V –2V uGS = – 3 V
uDS
IDSS
可 变 电 阻 区
预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）
恒 流 区
击 穿 区
i D gm U GS
夹断电压
夹断区（截止区）
夹断电压为负
∴栅源电压越负，电流iD越小。
①夹断区： i D 0 UGS<UGS(off) ②可变电阻区(预夹断轨迹左边区域）：
之间的函数关系，即
iD f (uGS ) |U DS 常数
N沟道结型场效应管UGS=0时，存在导电沟道，电流最大；
栅源之间加负向电压UGS＜0直至沟道消失，电流为零。
UGS=0V -1V -2V -3V 夹断电压
U GS ( off ) 0
栅源电压越负，电流越小 恒流区条件：
U GS U GS (off )
3、特性曲线与电流方程
转移特性 输出特性曲线
N沟道增强型MOS管在UGS=0时，无导电沟道，电流为零。
UGS加正向电压至开启电压后，电流随UGS的增大而增大。
VDS 为正的
6V 5V 4V 3V 开启电压
U GS ( th ) 0
栅源电压越正，电流越大 恒流区条件：
U GS U GS (th )
增强型N沟道
耗尽型N沟道
增强型P沟道 耗尽型P沟道
说明：
1、栅极用短线和沟道隔开，表示绝缘栅； 2、箭头：由P区指向N区； 3、虚线：增强型MOS管； 实线：耗尽型MOS管。
二、N沟道增强型MOS管的工作原理
在通常情况下，源极一般都与衬底相连，即UBS=0。 为保证N沟道增强型MOS管正常工作，应保证： ① UGS=0时，漏源之间是两只背向的PN结，不管UDS 极性 如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电 沟道。UGS必须大于0（UGS>0）管子才能工作。 ②漏极对源极的电压UDS必须为正值(UDS>0)。这样在漏 极电压作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产 生自漏极流向源极的电流。
栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用
夹 断
负电压 UGS（off）
U GS 0V
沟道最宽
耗尽层变宽
沟道变窄
负电压绝对值增大 沟道消失
2．漏源电压UDS对漏极电流ID的影响
UGS为UGS（off） ~0V中某一固定值， 保证存在一定宽度的导电沟道 ①UDS=0，ID=0 ②UDS从零开始增大
存在漏极电流，漏源之间的导电沟道具有一定电阻，因 而漏源电压UDS沿沟道递降 ，造成漏端电位高于源端电位。
UGS>UGS(off)、UGD>UGS（off)
注：可变电阻区电流iD随UDS线性变化，D-S间可等效为 电阻。 不同的UGS ，D-S间的等效电阻不同。 UGS增大，等效电阻减小. 对应不同的UGS有不同的等效电阻，所以又称可变电阻区。 ③恒流区（预夹断轨迹右边区域）： 电流iD近似为电压UGS控制的电流源。 UGS>UGS(off)、UGD<UGS（off) ④击穿区： UDS增大到一定程度时，漏极电流骤然增大，管子被击穿。
同样，从外部看，进入夹断区后，UDS增大，iD几乎不变， 即iD几乎仅仅决定于UGS，表现出iD的恒流特性。
综上所述，可以画出UGS一定，iD随UDS变化的特征。开 始时，因UDS很小，iD随UDS线性增大；进入夹断区后，沟 道呈现的电阻近似为与UDS无关的恒定值，可认为iD几乎 是不随UDS而变化的恒值。
近漏端PN结上的反向偏压大于近源端，因而近漏端 耗尽层宽度大于近源端。即靠近漏极处的耗尽层厚度加 宽，沟道变窄，从左至右呈楔形分布。
DS 间的电位差使沟道呈楔形，uDS，靠近漏端的沟道变窄。
只要栅源之间不出现夹断区
域，电流iD会随UDS的增大而线 性增大，d-s呈现电阻特性。
当UDS增大到使UGD=UGS-UDS=UGS(off)
U GS ( off ) 0
UGS=0V
栅源电压越正，电流越小 恒流区条件：
1V
2V 3V 夹断电压
U GS U GS (off )
U GD U GS (th )
一、N沟道增强型MOS管的结构
以P型硅片为作为衬底，其间扩散两个高掺杂的N+区， 并引出两个电极，作为源极s和漏级d。并在半导体上制作 sio2绝缘层，再在sio2上制作一层金属铝，引出电极作为栅 极g，此外P型半导体称为衬底B。
③UDS增大进入预夹断形成漏极饱和电流IDSS
④UDS增大进入夹断区后，电流 iD表现出恒流特性。
同样的UDS，增大|UGS|，由于导电沟道变窄，电流iD减小。
假定夹断电压为-4V. 则UGS≤-4V,电流iD恒等于0 现栅源电压为-3V，即U GS 3V 存在导电沟道 电流iD随UDS的变化： ①UDS=0，ID=0 ②电流iD随UDS的增大而 线性增大,呈现电阻特性 ③电流 iD表现出恒流特性
U GD U GS (th )
同理，P沟道增强型MOS管在UGS=0时，无导电沟道， 电流为零。UGS加负向电压至开启电压后，电流随着UGS 的增大而增大。VDS 为负的
U GS ( th ) 0
-6V
栅源电压越负，电流越大
-5V -4V -3V 开启电压
恒流区条件：
U GS U GS (th )
UGS增大，反型层将变厚变长。当反型层将两个N区相 接时，形成导电沟道。通常将反型层称为源区和漏区之 间的导电沟道（N沟道）。显然，UGS越大，导电沟道越 宽，导电能力就越强。 通常将开始形成反型层所需的UGS值称为开启电压， 用UGS（th）表示。
U GS ( th ) 0
①UGS<UGS(th)时，沟道未形成，UDS作用下iD=0。 ②UGS>UGS(th)时，沟道形成，UDS作用下产生漏极电流iD。
导电 沟道
二、 结型场效应管的工作原理
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。 为保证N沟道结型场效应管正常工作，应保证：
①栅源之间加负向电压（UGS<0） ，两侧PN结均处 于反向偏置，栅源电流几乎为零。
②漏-源之间加正向电压(UDS>0)，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、沟道形成原 （UGS=0，不存在导电沟道） 理
栅极和衬底各相当于一个极板，中间是绝缘层，形成 电容。加上正的UGS后，栅极金属层将聚集正电荷，排斥 P型半导体靠近绝缘层一侧的空穴，留下不能移动的负离 子区，形成耗尽层。
增大UGS，一方面耗尽层加宽，另一方面将衬底的自 由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，并进一步排斥空穴， 直到其间自由电子浓度大于空穴浓度，薄层中的导电类型 就由原来的P型变为N型。因它是由P型半导体转换而来的， 故称其为反型层。
iD g muGS
UDS一定，电流iD随UGS的变化趋势： ①UGS<UGS(off）,无导电沟道，电流iD恒为0。
②同样的UDS，减小|UGS|，导电沟道变宽，电流iD增大。
iD
UGS
-4v -3v UGS(off)
转 移 特 性 曲 线
2、转移特性曲线 当漏-源电压UDS为常量时，漏极电流iD与栅源电压uGS
在UGS=0V时ID=0，只有当UGS ＞UGS(th) 后才会出现 漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。 增强型：UGS=0时管子内没有原始的导电沟道，漏极电 流是逐渐增大的。 耗尽型： UGS=0时管子有原始的导电沟道，只要漏源之间 加正电压,就存在漏极电流,因此,漏极电流是逐渐减小的。
1、栅源电压UGS对导电沟道的影响（设UDS＝0）
UGS ＜0，两个PN结处于反向偏置， 耗尽层有一定宽度。
若|UGS| 增大，耗尽层变宽，沟道变 窄，沟道电阻增大；
若|UGS| 减小，耗尽层变窄，沟 道变宽，沟道电阻减小； 这表明UGS控制着漏源之间的导电沟道。
当|UGS|(UGS为绝对值)增加到某一 数值时，两边耗尽层闭合，导电 沟道消失。此时，漏源之间的电 阻趋于无穷大。管子处于截止状 态，ID＝0。 此时UGS的值称为夹断电压UGS(off)。 注：夹断电压UGS(off)<0
在紧靠漏极处出现预夹断。
出现预夹断后，管子并不截止，因为漏源两极间的 场强已足够大，完全可以把向漏极漂移的全部电子吸 引过去形成漏极饱和电流IDSS。
当UDS继续增加，耗尽层闭合部分沿沟道方向延伸，形成夹断区 ①UDS的增大，会导致漏极电流增大。 ②自由电子只能从夹断区的窄缝中通过，受到的阻力加 大，导致漏极电流减小； 这两种变化相抵消，从外部看，进入夹断区后，UDS增 大，iD几乎不变，即iD几乎仅仅决定于UGS，表现出iD的恒 流特性。
流子参与导电 单极型晶体管（FET） 仅靠半导体中的多数载流子(自由电子或空穴)导电 ①从参与导电的载流子来划分， N沟道器件 自由电子导电 场效应管 P沟道器件 空穴导电 ②从场效应管的结构来划分， 场效应管 结型场效应管（JFET） 绝缘栅型场效应管（IGFET）
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。
场效应管图片
半导体三极管图片
1.4.1 结型场效应管
一、结型场效应管的结构
N沟道结型场效应管： 在同一块N型半导体上制作两个高掺杂的P区，并将 这两个P区连接在一起，引出一个电极（栅极g），在N 极两端各引出一个电极（漏极d和源极s）
U GD U GS (th )
二、 N沟道耗尽型MOS管 UGS=0时，存在导电沟道。 在制造MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的正离子， 正离子作用下P型衬底表层存在反型层，存在导电沟道。在 漏源之间加正向电压（UDS），就会产生漏极电流。
UGS=0时，存在导电沟道，有漏极电流产生。 UGS＞0时（加正向电压），将使ID进一步增加。 UGS＜0时（加反向电压），随着UGS的减小漏极电流逐 渐减小，直至ID=0。 特点：栅源之间既可加正向电压又可加反向电压 UGS可在正负值的一定范围内实现对ID的控制。 对应ID=0的UGS称为夹断电压，用符号UGS（off）表示， 有时也用UP表示。