场效应三极管PPT学习教案.pptx

场效应三极管，或称为Field Effect Transistor（FET），是电子电路中的一种关键元件，因其导电机制仅依赖一种载流子（多数载流子）而得名，属于单极型三极管。根据结构和工作原理，场效应三极管主要分为两类：结型场效应管和绝缘栅场效应管。 结型场效应管，如图所示，主要包括N沟道和P沟道两种类型。N沟道结型场效应管由N型半导体材料构成沟道，其中P+和P型材料作为源极和漏极。栅极与源极之间通过PN结与沟道隔离。工作时，通过改变栅极与源极间的电压UGS，可以调整耗尽层的宽度，进而控制N沟道的导电性，最终影响漏极电流ID。当UGS为零或负值时，沟道宽度较大，漏极电流ID也较大；随着UGS的减小，耗尽层加宽，沟道变窄，ID随之减小，当UGS达到一个特定的负值（夹断电压UGS(off)）时，漏极电流将降至零，形成“夹断”状态。 绝缘栅场效应管，即MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），由金属、氧化物（通常为SiO2）和半导体构成，有增强型和耗尽型之分。增强型MOSFET，如N沟道增强型MOSFET，其结构左右对称，包括P型衬底、N+型源极和漏极，以及栅极。在P型衬底上覆盖一层SiO2绝缘层，并在源极和漏极之间形成金属栅极。在没有电压施加时，N沟道不存在；当栅极电压UGS超过开启电压UGS(th)时，会在源漏之间形成反型层，即N型导电沟道，此时MOSFET导通。 场效应三极管的特性曲线是分析其工作特性的关键。转移特性曲线（iD=f(UGS)，uDS=常数）显示了漏极电流ID与栅源电压UGS的关系，而输出特性曲线（iD=f(uDS)，UGS=常数）则描绘了ID与漏源电压uDS的关系。在N沟道结型场效应管中，当UGS小于UGS(off)时，器件处于截止状态，随着UGS的增加，器件进入线性区（可变电阻区），然后进入饱和区（恒流区），最后可能进入击穿区，电流急剧增加。 场效应三极管以其独特的电压控制电流的特性，广泛应用于放大器、开关电路、电源管理等领域，是现代集成电路中的基础元件。理解其基本结构、工作原理及特性曲线对于电子工程师和相关专业的学生至关重要。