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    電子電路篇之場效應晶體管

    2020-08-13 廣州科譽 580

    場效應晶體管

    1. FET的工作原理

    以電場控制電流為工作原理的晶體管稱為場效應晶體管(FET: Field effect transistor)。其內部形成PN結,擁有D、S、G三個端子。這三個端子分別稱作漏極(D)、源極(S)、柵極(G)。如圖所示,若漏極 — 源極之間外加電壓,則流通電流Id。接下來,在柵極 — 源極之間外加反向電壓,則耗盡層擴大,電流的通道(溝道)變窄,電流受到限制。

    電流Id稱為漏極電流,通過變化柵極 — 源極之間的電壓可以改變耗盡層的厚度,從而改變漏極電流。

     

    2.FET的種類和特點

     

    如圖所示,溝道為N型半導體的FET稱為N溝道FET,溝道為P型半導體的FET稱為P溝道FET。在普通的晶體管中,電流由電子與空穴搬運,其“具有兩種極性”,所以被稱為雙極性晶體管。與此相比,N溝道FET是由電子來搬運電流的,P溝道FET是由空穴來搬運電流的,因此也稱之為單極晶體管。

    普通的晶體管為電流控制型元件。與此相反,FET為電壓控制型元件。FET具有輸入阻抗高、噪聲小的特點。

    在圖中,柵極使用的是PN結,因此稱為結型FET。與此相比,在半導體的表面制備一層絕緣性能很好的非常薄的氧化絕緣膜(SiO2),在此之上蒸鍍金屬而構成柵極的場效應管稱為MOS型FET。這里所說的蒸鍍是指將金屬在真空中加熱,金屬熔解、蒸發后附著于半導體的表面,從而形成薄膜。MOS為Metal- Oxide Semiconductor的縮寫,其含義為金屬氧化物半導體。圖中列出了結型FET與MOS型FET的圖示符號。

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