电子-FET知识点总结.pdf

场效应管（FET）是一种利用电场效应控制导电通道中电流大小的半导体器件，它依据其工作原理可分为两大类：结型场效应管（JFET）和金属氧化物场效应管（MOSFET）。根据通道类型，JFET又可分为N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管，而MOSFET可分为增强型和耗尽型两种。这些分类下的场效应管在电子电路中有广泛的应用，包括数字电路、模拟电路以及高频电路中。 N沟道场效应管和P沟道场效应管的主要区别在于它们所用的半导体材料类型（N型或P型）以及电流的方向。在N沟道FET中，电流由高掺杂的N+区域流向低掺杂的N型区域；而在P沟道FET中，电流则由高掺杂的P+区域流向低掺杂的P型区域。N沟道FET在加上正电压时导电，而P沟道FET则在加上负电压时导电。 结型场效应管（JFET）是早期出现的一种FET，其沟道是由半导体材料形成，根据导电类型的不同分为N沟道JFET和P沟道JFET。在N沟道JFET中，沟道是由N型半导体形成，两边扩散了高浓度的P+区，形成PN结。栅极是由P+区欧姆电极组成的，而源极和漏极则分别位于N型材料的两端。对于JFET，其栅极是PN结的一部分，因此栅源电压不能过大，否则会导致栅极PN结正向导通，产生栅极电流。 金属氧化物场效应管（MOSFET）则具有绝缘层二氧化硅（SiO2），用于分离栅极和沟道，因此栅极电流几乎为零，使得MOSFET的输入阻抗极高。MOSFET根据沟道是否预先存在，分为耗尽型和增强型。耗尽型MOSFET在VGS=0时沟道已存在，而增强型MOSFET则需要正的VGS电压来开启沟道。N沟道耗尽型MOSFET在VGS=0时，由于二氧化硅层中掺入了正离子，会在栅极下面形成电场，从而吸附电子形成N型沟道。而N沟道增强型MOSFET在正的VGS电压下，会在栅极下方创建一个电场，进一步吸引电子，形成沟道。 在物质结构上，N沟道MOSFET一般由一块P型衬底上形成两个高掺杂的N+区，二者之间形成N型沟道，并在P型硅表面生长一层非常薄的二氧化硅绝缘层。对于N沟道JFET，沟道是由N型半导体材料两边扩散高浓度P+区所形成，漏极和源极可以视为两个欧姆电极。 在电路符号上，FET符号的箭头表示了从衬底指向沟道的方向，其中结型场效应管的箭头指向沟道代表N沟道或P沟道，取决于衬底是N型还是P型材料。而在金属氧化物场效应管中，箭头同样表示沟道类型，但由于沟道是反型层，所以箭头是从P指向N。 在实际使用中，场效应管的性能参数对电路的设计和应用有着重要的影响。如MOSFET由于具有很高的输入阻抗，非常适合用作输入级的放大器或者开关器件。在高频电路中，FET由于其较低的输入电容和良好的高频特性，常用于射频放大器和振荡器。 总结以上，场效应管是电子技术中的重要基础器件，在数字电路、模拟电路以及高频电路设计中扮演着关键角色。掌握各类场效应管的工作原理和物理结构，有助于深入理解电子电路的工作机制，并在电路设计中做出正确的选择和应用。