场效应管的作用和类型

场效应晶体管简称场效应管，它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高(10^7^~10^15^Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。

一、场效应管的作用

1、场效应管可用于放大。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阻抗变换。

3、场效应管可以用作可变电阻、电子开关、恒流源。

二、场效应管的类型

场效应管主要有两种类型：结型场效应管和绝缘栅场效应管。

1、结型场效应管

1）结型场效应管是一种具有放大功能的三端有源器件，是单极场效应管中最简 单的一种，它分为N沟道型和P沟道型两种。

2）场效应管有漏极D、源极S、栅极G三个电极。在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极，又在硅棒的两侧各做一个P区，形成两个PN结。在P区引出电极并连接起来，称为栅极G。这样就构成了N型沟道的场效应管，由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN结基本上不导电，形成了所谓的耗尽区。当漏极电源电压ED一定时，栅极电压EG越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道就越窄，漏极电流ID也就越小；反之，如果栅极电压EG没有那么负，则沟道变宽，ID变大。所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化，也就是说场效应管是电压控制元件。

3）场效应管栅、源极之间的PN结在反向偏置状态下工作，栅-源极电阻RCS在100 MΩ以上。结型场效应管的栅-源极电压U CS =0时，漏极电流ID最大，称为饱和漏电流。

2、绝缘栅场效应管

1）绝缘栅场效应管由金属、氧化物和半导体组成，所以又称为金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOS场效应管。它以一块P型薄硅片作为衬底，在其上面扩散两个高杂质的N型区，作为源极S和漏极D。在硅片表面覆盖一层绝缘物，然后再用金属铝引出一个电极G(栅极)，由于栅极与其他电极绝缘，所以称为绝缘栅场效应管。

2）绝缘栅场效应管有两种结构形式，分别是N沟道型和P沟道型。两种沟道都又分为增强型和耗尽型两种，如下图所示。

3）在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷将高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在U GS =0时也有较大的漏极电流I D 。绝缘栅场效应管是利用绝缘栅在外加电压下所产生的感应电荷来控制导电通道宽窄的。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量改变，导电沟道的宽窄也随之改变，因而漏极电流ID随着栅-源极电压UGS的变化而变化。

4）由于绝缘栅场效应管输入电阻高(10^14^~10^15^Ω)，栅极上感应出来的电荷很难从这个电阻泄漏掉，所以电荷的积累造成电压升高。

5）绝缘栅场效应管的工作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗散型；当栅压为零，漏极电流也为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。