场效应管与普通晶体管的区别

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场效应管与普通晶体管的区别场效应管与普通晶体管的区别从以下八个方面详细介绍:

1.导电原理

场效应管主要有结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。绝缘栅型场效应管的衬底(B)与源极(S)连在一起,它的三个极分别为栅极(G)、漏极(D)和源极(S)。晶体管分NPN和PNP管,它的三个极分别为基极(b)、集电极(c)、发射极(e)。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同,结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流,绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级(前级),绝缘栅型场效应管则用在功放末级(输出级)。

2.极性

场效应管只有多子参与导电,所以称之为单极型器件;三极管有多子和少子两种载流子参与导电,被称之为双极型器件。而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大,因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。

3.放大性能

场效应管是电压控制电流器件,由vGS控制iD,其放大系数gm一般较小,因此场效应管的放大能力较差;三极管是电流控制电流器件,由iB(或iE)控制iC,放大性能好。

4.管脚互换性

场效应管在源极水与衬底连在一起时,源极和漏极可以互换使用,且特性变化不大,栅压也可正可负;而三极管的集电极与发射极互换使用时,其特性差异很大,b值将减小很多。

5.对电压电流的要求

场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。场效应管栅极几乎不取电流(ig»0);而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。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。

6.温度稳定性

场效应管只有多子参与导电,;三极管有多子和少子两种载流子参与导电,。而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大,因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。

场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开路电路,但由于前者制造工艺简单,且具有耗电少,热稳定性好,工作电源电压范围宽等优点,因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。

7.噪声表现

场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。

功率放大电路是一种弱电系统,具有很高的灵敏度,很容易接受外界和内部一些无规则信号的影响,也就是在放大器的输入端短路时,输出端仍有一些无规则的电压或电流变化输出,利用示波器或扬声器就可觉察到。这就是功率放大器的噪声或干扰电压。噪声所产生的影响常用噪声系数Nf表示,单位为分贝(dB),Nf越小越好,Nf=输入信号噪声比/输出信号噪声比,晶体管的噪声来源有三种:⑴热噪声:由于载流子不规则的热运动,通过半导体管内的体电阻时而产生;⑵散粒噪声:通常所说的三极管中的电流只是一个平均值,实际上通过发射结注入基区的载流子数目,在各个瞬时都不相同,因而引起发射极电流或集电极电流有一无规则的流动,产生散粒噪声;⑶颤动噪声:晶体管产生颤动噪声的原因现在还不十分清楚,但被设想为载流子在晶体表面的产生和复合所引起,因此与半导体材料本身及工艺水平有关。而场效应管的噪声只产生于载流子的运动,所以场效应管的Nf比晶体

管的要小。放大器不仅其放大其输入端的噪声,而且,放大器本身也存在噪声,所以其输出端的信噪比必然小于输入端信噪比,放大器本身噪声越大,它的输出端信噪比就越小于输入端信噪比,Nf就越大,所以在低噪声放大器的前级通常选用场效应管,或者低噪声晶体管。

场效应管的噪声系数很小,在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。

8.方便集成性能

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场效应管的漏、源极可以互换、耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正,可负,灵活性比晶体管强。不过在音响功率放大器中,场效应管多以N沟/P沟对管出现,晶体管也以PNP/NPN 对管出现。但场效应管在业余应用中较为脆弱,成本也较高。从以上场效应管和晶体管的对比中不难发现,场效应管具有输入阻抗高、噪声低、功耗低、热稳定性高、抗辐射能力强等优点,因此场效应管的总体性能上要优于晶体管,在许多优秀的功率放大器中,场效应管得到了较为普遍的采用。而采用晶体管的功率放大器取得靓声者也同样屡见不鲜。工程师根据两种管子的特性,取其各自的优点,设计出一种组合管,效果嘛,当然比它们好。9.压降

晶体管压降最小需进入饱和导通态,这需足够大的I C(具体与型号有关),饱和后,只要电流不超管子容限或结温过热,其CE压降变化很小即处于非线性导通态。此电压大于0.2V。MOS管没有饱和压降的概念,只有导通电阻Ron。如果一个MOS管Ron=0.1欧姆,那么通过10mA电流,只有0.001V压降。近似的讲,饱和导通以后,三极管像个稳压管,MOS管像个固定电阻。

三极管分类三极管按功能分为以下四类:

1.开关管三极管

作为开管用

2.功率管三极管

功耗大于1瓦

3.复合管三极管

两个或两个以上的三极管复合而成

4.光敏三极管

具有光敏特性

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