場效應管的作用和類型

場效應晶體管簡稱場效應管，它屬于電壓控制型半導體器件，具有輸入電阻高(10^7^~10^15^Ω)、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點。

一、場效應管的作用

1、場效應管可用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換,常用于多級放大器的輸入級阻抗變換。

3、場效應管可以用作可變電阻、電子開關、恒流源。

二、場效應管的類型

場效應管主要有兩種類型：結型場效應管和絕緣柵場效應管。

1、結型場效應管

1）結型場效應管是一種具有放大功能的三端有源器件，是單極場效應管中最簡 單的一種，它分為N溝道型和P溝道型兩種。

2）場效應管有漏極D、源極S、柵極G三個電極。在N型硅棒兩端引出漏極D和源極S兩個電極，又在硅棒的兩側各做一個P區，形成兩個PN結。在P區引出電極并連接起來，稱為柵極G。這樣就構成了N型溝道的場效應管，由于PN結中的載流子已經耗盡，故PN結基本上不導電，形成了所謂的耗盡區。當漏極電源電壓ED一定時，柵極電壓EG越負，PN結交界面所形成的耗盡區就越厚，則漏、源極之間導電的溝道就越窄，漏極電流ID也就越??；反之，如果柵極電壓EG沒有那么負，則溝道變寬，ID變大。所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化，也就是說場效應管是電壓控制元件。

3）場效應管柵、源極之間的PN結在反向偏置狀態下工作，柵-源極電阻RCS在100 MΩ以上。結型場效應管的柵-源極電壓U CS =0時，漏極電流ID最大，稱為飽和漏電流。

2、絕緣柵場效應管

1）絕緣柵場效應管由金屬、氧化物和半導體組成，所以又稱為金屬-氧化物-半導體場效應管，簡稱MOS場效應管。它以一塊P型薄硅片作為襯底，在其上面擴散兩個高雜質的N型區，作為源極S和漏極D。在硅片表面覆蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個電極G(柵極)，由于柵極與其他電極絕緣，所以稱為絕緣柵場效應管。

2）絕緣柵場效應管有兩種結構形式，分別是N溝道型和P溝道型。兩種溝道都又分為增強型和耗盡型兩種，如下圖所示。

3）在制造管子時，通過工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些負電荷將高滲雜質的N區接通，形成了導電溝道，即使在U GS =0時也有較大的漏極電流I D 。絕緣柵場效應管是利用絕緣柵在外加電壓下所產生的感應電荷來控制導電通道寬窄的。當柵極電壓改變時，溝道內被感應的電荷量改變，導電溝道的寬窄也隨之改變，因而漏極電流ID隨著柵-源極電壓UGS的變化而變化。

4）由于絕緣柵場效應管輸入電阻高(10^14^~10^15^Ω)，柵極上感應出來的電荷很難從這個電阻泄漏掉，所以電荷的積累造成電壓升高。

5）絕緣柵場效應管的工作方式有兩種：當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型；當柵壓為零，漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。