绝缘栅型场效应管是一种利用半导体表面的电场效应,由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极电流的器件,它的栅极与半导体之间是绝缘的,其电阻大于10亿Ω。增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道,在VDS作用下无iD。耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道,在VDS作用下iD。1.结构和符号(以N沟道增强型为例),在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极,半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。2.工作原理(以N沟道增强型为例)(1)VGS=0时,不管VDS极性如何,其中总有一个PN结反偏,所以不存在导电沟道。VGS=0,ID=0VGS必须大于0管子才能工作。(2)VGS>0时,在SiO2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场,排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通,形成导电沟道。VGS>0→g吸引电子→反型层→导电沟道VGS↑→反型层变厚→VDS↑→ID↑(3)VGS≥VT时而VDS较小时:VDS↑→ID↑VT:开启电压,在VDS作用下开始导电时的VGS°VT=VGS—VDS(4)VGS>0且VDS增大到一定值后,靠近漏极的沟道被夹断,形成夹断区。
场效应管是电压控制元件。而三极管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管。而在信号源电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应用三极管。场效应管靠多子导电,管中运动的只是一种极性的载流子;三极管既用多子,又利用少子。由于多子浓度不易受外因的影响,因此在环境变化较强烈的场合,采用场效应管比较合适。场效应管的输入电阻高,适用于高输入电阻的场合。场效应管的噪声系数小,适用于低噪声放大器的前置级。
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