FET的分類和電路符號

三 FET的分類

FET的分類如下：

下圖是N型FET的結構圖，左邊是JFET,右邊是MOSFET。電流流過漏極和源極之間的部分稱為溝道。JFET的柵極和溝道之間有等效二極管（PN結），所以稱為結型FET。

P型FET是上圖中P型半導體和N型半導體互換。

JFET工作時，柵極和溝道間的二極管處于截止狀態，幾乎沒有電流流過柵極。

MOSFET的柵極和溝道之間有絕緣膜，電流更小。

以上一節的FET基本放大電路為例，BJT的基極-發射極之間的二極管工作在導通狀態。而JFET的柵極-源極間的二極管工作在截止狀態（d點電壓大于c點電壓）。因此FET的柵極-溝道間流過的電流很小，只相當于二極管的反向漏電流，所以JFET本身的輸入阻抗比BJT高的多。

MOSFET的柵極由金屬構成，它與半導體溝道之間有一層絕緣膜，形成三層結構。它的特點就是柵極與溝道間有絕緣膜，流過柵極的電流比JFET還要小很多，因此輸入阻抗也比JFET高的多。

四 FET的電路符號

BJT中的箭頭符號表示電流流動方向。FET中的箭頭不代表電流流動方向，只表示極性（即PN節的極性）。

JFET的漏極和源極在大多數情況下是沒有區別的，即使調換它們的極性，也能正常工作。JFET的源極和漏極之間沒有PN結，有的是同一導電類型的半導體（N溝道是N型，P溝道是P型）。不過在高頻應用領域，JFET的源極和漏極的物理形狀不同，當兩個FET串聯連接時，漏極和源極有區別，不能調換。

MOSFET的漏極和源極，結構不同，電路符號也不同。在應用時，不能將漏極和源極調換工作。

五 JFET的傳輸特性

FET是通過柵極上所加電壓控制漏極-源極間電流的電壓控制器件。其中一個描述FET特性的參數叫做傳輸特性曲線。它表示漏極電流Id和柵極-源極間電壓Vgs 的關系。

下圖是安森美的N通道 JFET 2N5457的spec。

當Vgs=0V時，JFET的漏極電流Id最大，稱為漏極飽和電流Idss。通常的JFET的Idss在1mA~十幾mA之間。它代表著漏極和源極之間可以流過的最大電流，超過此電流，JFET會被燒毀。下圖的Idss大約在1.1mA左右。當Vgs從0V向X軸負方向移動，即Vs>Vg時，Id會減小。最終當Vgs=-1.2V時，Id變為0。此時的Vgs稱為夾斷電壓Vp。當Vgs越過Vp，繼續向負方向移動時，此JFET處于截止狀態。

P溝道JFET的特性和N溝通相反。如下是安森美 P溝道JFET 2N5460的傳輸特性曲線。無論是N溝道的JEFT，還是P溝道的JFET，都是 Vgs為0時，Id電流最大。

六 JFET放大倍數 跨導gm

BJT是以流過基極的電流Ib去控制集電極電流Ic，因此Ic與Ib的比值就是直流放大系數hFE。對于FET，是通過改變Vgs去控制Id。它們的比值稱為跨導gm，它的單位是西門子[S]。下圖中曲線的斜率相當于gm。gm意味著當輸入電壓Vgs變化時，輸出電流Id的變化幅度，可以認為是器件本身的電流對電壓的增益。在FET放大電路中，gm越大，則電路的增益越大，具有能夠減小輸出阻抗的優點。缺點則是gm大的FET，輸入電容大，導致高頻特性差。還有就是流過柵極的漏電流大（輸入阻抗低）。

七 實際JFET器件的跨導

實際JFET的Idss具有很大的分散性，這也意味著Id=0時，夾斷電壓Vp不同。以2N5457的spec為例，在它的spec中，有三組曲線表示不同的夾斷電壓Vp?；蛘哒f當希望流過Id的電流是1mA時，同一型號不同顆的2N5457需要的Vgs電壓不同。

實際設計電路時，從JFET spec的傳輸特性曲線中，先找到需要的Idss，由此確定Vgs值。

八 MOSFET的傳輸特性

MOSFET分為耗盡型和增強型。

耗盡型： 下圖是N溝道耗盡型MOSFET的傳輸特征曲線。耗盡型MOSFET由于在Vgs=0V時，仍舊有電流Id流過（也被稱為常開器件）。即使Vgs越過0V，Id也還會繼續增加。所以很難應用在開關電路和功率放大電路。不過可以用在高頻放大電路，構成偏置電路。P溝道耗盡型MOSFET的型號沒找到（可能使用場景少，網上沒找到具體的型號）。

增強型： 下圖是增強型MOSFET的傳輸特征曲線。它的Vgs=0V時，Id是零（也被稱為常關器件）。換句話說，增強特性是指當Vgs不在正的電壓范圍時就沒有Id流過（P溝道時Vgs的極性相反）。

把Vgs看成Vbe，就可以采用與晶體管相同的偏置方法，使增強型MOSFET與BJT在電路中互換。目前在開關電路、調節器、電機驅動、功率放大電路中使用的額都是增強型MOSFET。

MOSFET的跨導gm與JEFT的一樣，是△Vgs與△Id的比值，即傳輸曲線函數的斜率。