场效应管与三极管的比较

Release time：2022-04-02
author：Ameya360
source：网络
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场效应管和三极管一样都具有放大作用和开关作用,但由于它们的结构和工作原理截然不同,所以两者的区别很大。在某些特殊应用方面,场效应管优于三极管。场效应管和三极管的区别为:

场效应管与三极管的比较

(1)场效应管是以Ugs控制ID,称电压控制元件;三极管是以I:控制Ic，称电流控制元件。要求输入电阻高的电路应选用场效应管。

(2)场效应管的放大系数为gm,三极管的放大系数为β。

3)场效应管的栅极G源极S漏极D对应三极管的基极 b、发射极e、集电极c，即两者电极的对应关系为G-b、S-e、D-c。

(4)场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强。因此，在环境条件较差时应选用场效应管。

(5)场效应管和三极管均可用于放大电路和开关电路,但场效应管具有耗电省、工作电

源电压范围宽等优点。

(6)绝缘栅场效应管存放时，3个电极应短接在一起，防止外界静电感应电压过高时击穿绝缘层使其损坏。焊接时，烙铁应有良好的接地，最好拔下烙铁电源插头再焊

场效应管的放大电路

三极管可以把微弱信号放大，场效应管也能。三极管和场效应管这两种元件之间存着电极对应关系为GbS-e,D-c。由三极管放大电路，即可得到与之对应的场效应管放一

电路,但是两者不能简单地替换。

三极管放大电路需预先设置一个偏流(静态工作点)，以避免放大后的波形产生失真:场效应管放大电路则要求设置一定的偏压uGs。场效应管放大电路的直流偏置电路分自偏电路和分压式电路两种，也有共源、共漏和共栅三种组态。分析三极管放大电路所用方法基本上适用于场效应管放大电路，但要充分考虑到场效应管具有极高的输入电阻并且是一种电压控制器件这两个特点。在应用方面,凡是三极管可以使用的场合，原则上也以使用场效应管。但必须注意，场效应管的突出优点是输入电阻极高，不足之处是单级益较低。

场效应管是电压控制器件，它只需要合适的偏压,而不要偏流。场效应管放大电路直流偏置电路分自偏压和分压式两种，自偏压电路只适用由耗尽型MOS管或结型场效管组成的放大电路。分压式偏置电路则对包括增强型MOS管在内的场效应管都适应。

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场效应管导通电阻越小越好吗
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场效应管导通电阻越小越好吗

　　场效应管广泛应用于电子电路中的开关和放大器件，其性能的一个重要参数就是导通电阻。导通电阻是指场效应管在开通状态下，漏极与源极之间的电阻值。很多设计者会认为导通电阻越小越好，但事实是否如此呢?　　一、场效应管导通电阻的意义　　导通电阻决定了MOSFET在开通时的电流通过阻力。导通电阻越小，MOSFET的功耗越低，发热越少，效率越高。这对于电源管理、开关电源和电机驱动等应用来说非常重要。　　具体表现为：　　降低导通损耗，提升能效;　　减小发热，提升器件和系统的可靠性;　　允许更大电流通过，满足高功率需求。　　因此，在许多高效能设计中，低导通电阻是重要目标。　　二、导通电阻越小真的越好吗?　　虽然导通电阻低具有明显优势，但导通电阻越小并不总是绝对越好，原因主要包括以下几个方面：　　1. 芯片面积与成本增加　　要实现更低的导通电阻，需要增加MOSFET的芯片面积，因为导通电阻与晶体管的有效通道宽度成反比。更大的芯片面积意味着更高的制造成本和更大的封装尺寸。　　2. 门极电荷增加，开关速度变慢　　导通电阻降低通常伴随着栅极总电荷(Q_g)的增加。这会使得开关时栅极驱动电流变大，增加开关损耗并降低开关速度，在高频开关电源和高速电路中尤其显著。　　3. 寄生参数影响　　过小的导通电阻设计可能导致寄生电容、寄生电感等参数变化，影响电路性能及系统稳定性。　　4. 应用环境限制　　在某些低功率或非苛刻条件下，过分追求极低导通电阻没有必要，反而增加设计复杂度和成本。　　三、实际设计中的权衡与选择　　在选择MOSFET时，导通电阻是关键指标，但应综合考虑以下方面：　　应用场景：高电流或高效率情境下，低导通电阻更重要;低功率应用则可适当宽松。　　开关频率：高频率应用需兼顾驱动能力和开关损耗，过低导通电阻带来的门极电荷增加需谨慎评估。　　成本与尺寸：预算和空间限制影响允许的芯片面积。　　热管理能力：导通电阻较大时需加强散热设计。　　通过合理权衡，才能选出性能、成本和可靠性均衡的MOSFET器件。　　场效应管导通电阻虽然是衡量其性能的重要指标之一，但导通电阻“越小越好”并非绝对真理。低导通电阻能够降低功耗和提升效率，但也会带来芯片成本增加、开关损耗加大等问题。
2025-09-12 17:03 reading：301
MOS场效应管的分类、结构以及原理
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MOS场效应管的分类、结构以及原理

　　场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管，是较新型的半导体材料，利用电场效应来控制晶体管的电流，因而得名。它只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种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。从场效应管的结构来划分，它有结型场效应管和绝缘栅型场效应管之分。　　1.结型场效应管　　(1) 结型场效应管结构　　它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。两个P区即为栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。　　(2) 结型场效应管工作原理　　以N沟道为例说明其工作原理。　　当VGS=0时，在漏、源之间加有一定电压时，在漏源间将形成多子的漂移运动，产生漏极电流。当VGS《0时，PN结反偏，形成耗尽层，漏源间的沟道将变窄，ID将减小，VGS继续减小，沟道继续变窄，ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VGS (off)。　　(3)结型场效应管特性曲线　　结型场效应管的特性曲线有两条，　　一是输出特性曲线(ID=f(VDS)| VGS=常量)，　　二是转移特性曲线(ID=f(VGS)|VDS =常量)。　　N沟道结型场效应管的特性曲线　　2. 绝缘栅场效应三极管的工作原理　　绝缘栅场效应三极管分为：　　耗尽型→N沟道、P沟道　　增强型→N沟道、P沟道　　(1)N沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构　　它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。于是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。当VGS》0时，将使ID进一步增加。VGS《0时，随着VGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压，用符号VGS (off)表示，有时也用VP表示。　　(2)N沟道增强型绝缘栅场效应管结构　　N沟道增强型绝缘栅场效应管，结构与耗尽型类似。但当VGS=0 V时，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时，若VGS》VGS (th)时，形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在VGS=0V时ID=0，只有当VGS》VGS (th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。　　VGS(th)——开启电压或阀电压;　　(3)P沟道增强型和耗尽型MOSFET　　P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。
2025-08-12 11:22 reading：478
一文了解场效应管的结构及工作原理、用途
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一文了解场效应管的结构及工作原理、用途

　　场效应管(简称FET)是一种重要的半导体器件，在电子电路中起到开关和放大作用。　　一、什么是场效应管?　　场效应管是一种通过控制电场来调节导电导通状态的半导体器件。它的主要特点是输入阻抗高、控制功率小、开关速度快，因此被广泛应用于各种电子设备中。　　二、场效应管的结构　　场效应管由三部分组成：　　源极(Source)：电子通过的输入端，类似于“水管”的入口。　　漏极(Drain)：电子流出的端口，类似于“水管”的出口。　　栅极(Gate)：控制电极，用于调节导通的大小。　　通常，场效应管还包括一个半导体衬底，为了控制导通状态，栅极与源极或衬底之间会形成一个电场。　　三、工作原理　　场效应管的工作原理是利用栅极电压产生的电场来调节半导体通道的导电性：　　当给栅极施加适当电压时，会在半导体材料中形成或破坏导电通道。　　例如，在N沟道MOSFET中，正栅电压会在沟道区形成电子通道，从而导通;　　反之，负栅电压会阻断电子流，关闭器件。　　工作状态可以看作是“开”与“关”的变化，实现对电路中电流的控制。　　四、场效应管的类型　　JFET(结型场效应管)：通过PN结控制导通。　　MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)：通过金属氧化物绝缘层控制，具有更高的输入阻抗，使用最广泛。　　五、用途与应用　　场效应管因其优异的性能，被广泛应用于：　　开关电源：用作快速开关器件，提高效率。　　放大电路：用于模拟信号放大，例如音频放大器。　　数字电路：构建CMOS逻辑电路，是现代集成电路的基础。　　功率电子：在变频器、电机控制等高功率场合中发挥作用。　　信号调节：在传感器、检测电路中实现精细调控。　　总结来说，场效应管是一种以电场控制导通状态的半导体器件，具有高输入阻抗、工作速度快、能耗低的特点。了解其结构和工作原理，有助于更好地设计和应用电子电路。
2025-07-24 15:03 reading：556
场效应管的工作原理是什么
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场效应管的工作原理是什么

　　场效应管不但具有双极性晶体管体积小、重量轻、寿命长等优点，而且输入回路的内阻高达107~1012Ω，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，且比后者耗电省，这些优点使之从20世纪60年代诞生起就广泛地应用于各种电子电路之中。　　场效应管的工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的ID，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID”。      更正确地说，ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。　　在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次，VGS向负的方向变化，让VGS=VGS（off），此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。　　场效应管的作用　　1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。　　2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。　　3、场效应管可以用作可变电阻。　　4、场效应管可以方便地用作恒流源。　　5、场效应管可以用作电子开关。
2022-12-26 17:06 reading：2932
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