FET简单介绍

        FET为场效应晶体管,通常我们所说的晶体管是指双极性晶体管(三极管)。
        虽然同样是晶体管,但是与三级管的工作原理却完全不同。首先FET是一个压控型器件,这也就导致了一个FET的特性,若FET在开通后不施加关断信号,则FET会保持永远导通(理想情况下),这是因为MOS的栅电容具有电荷存储效应,若G极悬空,则电容无法放电,G极和S极,D极之间可视为绝缘,从而导致电容无法放电,保持MOS的持续导通,现实情况中因为该电容存在漏电的情况,不会出现一直导通,但会看到很明显的持续导通一段时间的效应,而三极管则是电流控制型器件,不存在这种情况。其次是FET又分为MOSFET和JFET,但无论是哪种FET输入阻抗都可以视为无穷大,原因如下:

FET简单介绍_第1张图片

        JFET在工作的时候PN结二极管处于反向截止的状态,在这种状况下,输入阻抗接近正无穷;MOS的栅极与沟道之间是存在绝缘膜的,电流的流动更加苦难,所以在FET用作放大电路的时候,输入电流几乎为0,不予考虑。

那么现在来详细介绍一下JFET:

        JFET全称结型场效应管(笔者从网上随便嫖了一张图,大家且看无妨)。这是一张N沟道的JFET的传输特性图,当栅源电压Vgs=0时,留过漏极和源极的电流此时是最大的。注意,三极管的工作状态是Vbe>0,但是N沟的工作状态是Vgs<0才能工作~如果这点没有区分清楚,那么JFET将不能正常工作,而电流最大值叫做漏极饱和电流即Idss,这个参数在JFET的数据手册中就能见到,这个数据也是JFET作为恒流源时的数据。JFET的恒流源比三极管恒流源更简单,只需将G,S极短路连接,流过漏源之间的电流永远为漏极饱和电流。同样,JFET的Idss也可以用来限制电流,若JFET未损坏,则能流过JFET的最大电流就是漏极饱和电流Idss。但注意,JFET的Idss具有分散性,即Idss的变化范围为1mA到数十mA,就算是同一型号的其变化也极大,通常会分为Y,GR,BL等3档。Y:1.2~3.0mA  GR:2.6~6.5mA   BL:6~14mA

FET简单介绍_第2张图片

        该曲线与横轴的交点电压,称作JFET的夹断电压,这也应和了我们上面说JFET的阻抗为无穷大的原因。夹断电压为负,PN结反向偏置。总的放大倍数为跨导gm,三极管中以hfe衡量放大电压的能力,β来衡量放大电流的能力,JFET则以跨导gm来表示放大电压的能力。

其次来看一下MOS:

        MOS可以分为耗尽型和增强型,每种类型又包含M沟道和P沟道,注意MOS的电路符号中的箭头不是代表电流流通的方向,而是代表体二极管的方向,表示PN结的极性。

FET简单介绍_第3张图片

        耗尽型MOS的特性与耗尽型的JFET特性稍有不同,即对于N沟器件即使Vgs为正的时候,Id仍在持续流动不会像JFET一样停止流动,且Idss不是漏-源间所流过的最大电流,MOS的Idss只是代表Vgs等于0的时候漏极电流Id的值。(Vgs为正或为负都可以工作)。

        增强型的N沟MOS(本文中统一叙述N沟型,方便对比,P沟型原理相同,大家可以自己推导)只能工作在Vgs大于0的时候,当Vgs的电压小于0就会截止,对于MOS来说,无论是增强型还是耗尽型的,Vgs都是与漏极电流成正比的,不具有电流限制的作用。除非你把它烧了:)

 

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