场效应三极管

双极性三极管是电流控制器件，其输入电阻不够高，在许多场合下不能满足人们的要求，经过不断的探索和实践，人们研制出一种仍具有PN结，但工作机理全然不同的新型半导体器件——场效应管（FET）。

场效应三极管用电场效应来控制电流，故此命名，它的特点是输入阻抗高、噪音低、热稳定性好且抗幅射能力强，在工艺上便于集成，因此得到广泛的应用根据结构和原理的不同，场效应三极管可分为以下两大类：

①结型场效应三极管（JFET）；

②绝缘栅型场效应三极管（MOS管）。

结型场效应管（JFET）

以N沟道结型场效应管为例，以一块N型（多子为电子）半导体作基片，在它的两侧各光刻出一块区域，进行高浓度P+扩散（三价的硼），在两侧形成两个PN结。两个P+区的引出线连在一起，作为一个电极，称之为栅极G。在N型半导体的两端引出两个电极，分别叫源极S和漏极D。3个电极G、S、D的作用，可以近似地认为分别相当于半导体三极管的基极B、射极E和集电极C。

两个PN结之间的区域，称为导电沟道，当在漏极和源极间加上电压，这个区域就是载流子流过的渠道，也就是电流的通道。由于这里的导电通道是N型半导体，所以这种管子叫N沟道结型场效应管，它的代表符号如图所示。箭头的方向，表示栅源极间PN结处于正偏时栅极电流的方向。P沟道结型场效应管除偏置电压的极性和载流子的类型与N沟道结型场效应管不同外，其工作原理完全相同。

绝缘栅型场效应管（MOS管）

绝缘栅型场效应管中，目前常用的是以二氧化硅SiO2作为金属铝栅极和半导体之间的绝缘层，简称MOS管。它有N沟道和P沟道两类，而每一类又分增强型和耗尽型两种。所谓增强型就是UGS=0时，漏源之间没有导电沟道，即使在漏源之间加上一定范围内的电压，也没有漏极电流。反之，在UGS=0时，漏源之间存在有导电沟道的称为耗尽型。

如图是N沟道增强型MOS管的结构图：一块杂质浓度较低的P型硅片作为衬底B，在其中扩散两个N+区作为电极，分别称为源极S和漏极D。半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层，在漏源极间的绝缘层上再制造一层金属铝，称为栅极G。这就构成了一个N沟道增强型MOS管。显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。

MOS管的源极和衬底通常是接在一起的（大多数管子在出厂前已连接好），N沟道增强型MOS管在UGS＜UT（开启电压）时，导电沟道不能形成，ID=0，这时管子处于截止状态。当UGS=UT时，导电沟道开始形成，此时若在漏源极间加正向电压UDD，就会有漏极电流ID产生，管子开始导通。UGSUT时，随着UGS的增大，导电沟道逐渐变宽，沟道电阻渐小，漏极电流ID渐大。这种漏极电流ID随栅极电位UGS的变化而变化的关系，称为MOS管的压控特性。显然，MOS管是一种受电压控制的电流放大部件。

MOS管使用注意事项

①MOS在不使用时栅极不能悬空，务必将各电极短接。

②焊接MOS管时，电烙铁的外壳应良好接地，或断电后再焊。

③有些MOS管将衬底引出，有4个引脚，这种管子漏极和源极可以互换使用。有些在出厂时已将源极和衬底相连，只引出3个引脚，这种管子漏、源极不能对调使用。

BJT、JFET、MOS区别

1.都是2个背靠背的PN结

BJT的两PN结，贴得比较近，一个是发射结，另一个是集电结。

JFET的两PN结，都与栅极相连，一个是栅PN结，另一个也是栅PN结。

MOS管的两PN结，相距较远，一个是源PN结，另一个是漏PN结。

2.不同的原理路线

BJT可称为「勇」：勇往直前，无所畏惧，不论生死。发射区的多子电子，冲过发射结进入基区就成了少子，周围是空穴的汪洋大海，凶多吉少。为了保住这些电子，基区有意设计得非常薄，薄至扩散过来的电子，还没来得及被空穴捕获，就已经通过基区冲到了集电结。

JFET可称为「躲」：惹不起，躲得起。通过不了PN结，就绕着走，主通道不通过两侧的栅PN结，只经过中间的n区。所以生而导通，不失为一种务实的路线。

MOS管可称为「谋」，暗度陈仓，从容不迫。难以导通的根源还是因为存在PN结，而PN结是单向导通的。所以，只要没有PN结，也就没有了障碍，这个思路是何等的霸气。MOS管用的就是这个思路，而且实现了；把衬底上表面由P型反转为N型，建立了一个稳定的、可靠的反型膜沟道，事实上是在局部把PN结变没了，这需要何等的谋略。

3.不同的恒流方法

BJT中恒流的实现，以NPN三极管为例，发射结负责发射电子，集电结负责收集电子，电流被拆分成了两个相对独立的过程。只发不收，只收不发，都是没有电流的。Vbe控制发射结，即控制电子的发射量。Vce控制集电结，即控制电子的收集量。当Vce略有点电压，收集能力就足够了，Vce再增加几倍或几十倍，电流也基本不变，因为此时制约电流的关键不是收集，而是发射。

JFET中恒流的实现，当沟道「夹紧」时，出现恒流。因为增加的漏压，都落在了「夹紧区」，用于增长「夹紧区」但增长量极小，没有用于增加电流。

MOS管中恒流的实现，当沟道末端局部由「静态」变换为「动态」时，出现恒流。因为增加的漏压，都落在了「动态段」，用于扩展「动态段」但是扩展量极小，也没有用于增加电流。