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场效应管主要参数和特点-场效应管和其他管子的对比详析

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-12-13 浏览:-

场效应管主要参数和特点-场效应管和其他管子的对比详析

场效应管简介

场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。主要有两种类型:结型场效应管(junction FET—JFET)和金属 - 氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET,简称MOS-FET)。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(107~1015Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

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场效应管的主要参数

(1)直流参数

饱和漏极电流IDSS 它可定义为:当栅、源极之间的电压等于零,而漏、源极之间的电压大于夹断电压时,对应的漏极电流。

夹断电压UP 它可定义为:当UDS一定时,使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS

开启电压UT 它可定义为:当UDS一定时,使ID到达某一个数值时所需的UGS

(2)交流参数

低频跨导gm  它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。

极间电容    场效应管三个电极之间的电容,它的值越小表示管子的性能越好。

(3)极限参数

漏、源击穿电压 当漏极电流急剧上升时,产生雪崩击穿时的UDS。

栅极击穿电压  结型场效应管正常工作时,栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态,若电流过高,则产生击穿现象。

场效应管的特点

场效应管具有放大作用,可以组成放大电路,它与双极性三极管相比具有以下特点:

(1)场效应管是电压控制器件,它通过UGS来控制ID;

(2)场效应管的输入端电流极小,因此它的输入电阻很高;

(3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;

(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;

(5)场效应管的抗辐射能力强。

下面我们通过表格把各种场效应管的符号和特性曲线表示出来:

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场效应管与其他管子对比

(一)场效应管与三极管的各自应用特点

1.场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c,它们的作用相似。

2.场效应管是电压控制电流器件,由vGS控制iD,其放大系数gm一般较小,因此场效应管的放大能力较差;三极管是电流控制电流器件,由iB(或iE)控制iC。

3.场效应管栅极几乎不取电流(ig»0);而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的栅极输入电阻比三极管的输入电阻高。

4.场效应管是由多子参与导电;三极管有多子和少子两种载流子参与导电,而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大,因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。

5.场效应管在源极金属与衬底连在一起时,源极和漏极可以互换使用,且特性变化不大;而三极管的集电极与发射极互换使用时,其特性差异很大,β值将减小很多。

6.场效应管的噪声系数很小,在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。

7.场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开关电路,但由于前者制造工艺简单,且具有耗电少,热稳定性好,工作电源电压范围宽等优点,因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。

8.三极管导通电阻大,场效应管导通电阻小,只有几百毫欧姆,在现用电器件上,一般都用场效应管做开关来用,他的效率是比较高的。

(二)场效应管与双极性晶体管的比较

1、场效应管是电压控制器件,栅极基本不取电流,而晶体管是电流控制器件,基极必须取一定的电流。因此,在信号源额定电流极小的情况,应选用场效应管。

2、场效应管是多子导电,而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、辐射等外界条件很敏感,因此,对于环境变化较大的场合,采用场效应管比较合适。

3、场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外,还可作压控可变线性电阻使用。

4、场效应管的源极和漏极在结构上是对称的,可以互换使用,耗尽型MOS管的栅——源电压可正可负。因此,使用场效应管比晶体管灵活。

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