场效应晶体管类型及主要参数比较

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：结型场效应晶体管常有N沟道和P沟道两种形式，其表示符号如图4-26所示。结型场效应晶体管常有肖克莱和载流子速度饱和两种模式。因此，电流、电压间的关系符合欧姆定律，这是场效应晶体管的一个突出特性。常见贴片式场效应晶体管型号及主要参数贴片场效应晶体管型号较多，其封装形式也不完全一致。一些常见直插式场效应晶体管型号及主要参数值见表4-17。

场效应晶体管（FET）是一种电压器件，与双极型（普通）晶体管相比较具有许多优点，其主要表现是

1）FET是依靠多数载流子工作的器件，没有少子存储效应，适于高频和高速工作。

2）FET在大电流工作状态下，具有负的温度系数，即温度升高时，工作电流下降（这是由于材料的迁移率μ是负温度系数决定的），可以避免热不稳定性二次击穿，而在双极功率晶体管中却很难避免。

3）由于FET中可以不包含PN结，因而可以采用GaAS、InP等高迁移材料，以获得工作效率很高的器件；利用禁带宽度较宽的材料，获得高温工作器件。

4）FET的输入阻抗高。实际上不需要输入电流，所以在模拟开关电路、高输入阻抗放大器、微波放大器中获得了广泛应用。

5）FET基本上是一种平方律或线性器件，所以信号之间的互调和交叉调制比采用双极型晶体管小得多。

但FET管芯面积大，不利于功率器件的制造，且工作电压相对较高，在某些使用中受到限制。

1.场效应晶体管的基本特性及主要参数

场效应晶体管主要有结型场效应晶体管（JFET）、肖特基场效应晶体管（MESFET）和绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）三大类，它们都有严格的技术要求。

（1）场效应晶体管的基本特性

1）结型场效应晶体管（JFET）。

结型场效应晶体管常有N沟道和P沟道两种形式，其表示符号如图4-26所示。但它们的工作原理是一致的。其中N沟道结型场效应晶体管的结构示意图如图4-27所示。

图4-26 结型场效应晶体管符号

注：图a、b、c为N沟道，图d、e、f为P沟道。

结型场效应晶体管常有肖克莱和载流子速度饱和两种模式。

图4-27 N沟道结型场效应晶体管基本结构示意图

在肖克莱模式中，线性区的V_D较小时，栅极至沟道间的反偏很小，所引起的耗尽区伸入量很小，此时沟道的行为近似一个恒值电阻。因此，电流、电压间的关系符合欧姆定律，这是场效应晶体管的一个突出特性。当V_D较大时，沿沟道长度方向上沟道截面变化很大，沟道中靠近漏极的相当一段长度上，沟道截面变得很小，因此，沟道电阻随V_D增大而增大，使I_D与V_D偏离线性关系。当V_D继续增加，靠在漏极一端的耗尽区也继续变厚，但在V_D增加到一定电压值时（V_Dsat），在靠近漏极的一端，两个耗尽区在沟道中间相碰，形成沟道夹断。此时，漏极电流达到该栅压下的最大值。当V_D＞V_Dsat时，I_D不再随V_D显著增加，此时漏电流I_D即为饱和电流（I_Dsat）。当V_G=0时，漏电流饱和值最大。