各位同學們好，萌萌老師再次與大家見面了！
在本期的教學課堂中，萌萌老師將會為大家著重講解場效應晶體管的結構原理、參數知識以及如何分類，幫助大家更進一步的了解電子元器件基礎知識！下面就讓我們開始本次的學習吧！
場效應管的定義
場效應管：場效應晶體管，簡稱場效應管。由多數載流子參與導電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。場效應管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，并以此命名。
場效應管
場效應管的特點：場效應管具有輸入電阻高（107-1015Ω）、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
場效應管的結構原理
結型場效應管的結構和工作原理
N溝道結型場效應三極管的結構如圖所示。
結型場效應管結構圖
它是在N型半導體硅片的兩側各制造一個PN結，形成兩個PN結夾著一個N型溝道的結構。兩個P區即為柵極，N型硅的一端是漏極，另一端是源極。
結型場效應管的工作原理
以N溝道為例說明其工作原理。
當UGS=0時，在漏、源之間加有一定電壓時，在漏源間將形成多子的漂移運動，產生漏極電流。
當UGS<0時，PN結反偏，形成耗盡層，漏源間的溝道將變窄，ID將減小，UGS繼續減小，溝道繼續變窄，ID繼續減小直至為0。
當漏極電流為0時，所對應的柵源電壓UGS稱為夾斷電壓UGS(off)。
絕緣柵場效應三極管的工作原理
絕緣柵場效應三極管分為：耗盡型→N溝道、P溝道；增強型→N溝道、P溝道
絕緣柵場效應三極管示意圖
(1)N溝道耗盡型絕緣柵場效應管
N溝道耗盡型是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。
所以當UGS=0時，這些正離子已經感應出反型層，形成了溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當
UGS>0時，將使ID進一步增加。
當UGS<0時，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對應ID=0的UGS稱為夾斷電壓，用符號UGS（off）表示，有時也用UP表示。
N溝道耗盡型的轉移特性曲線如圖所示：
溝道耗盡型絕緣柵場效應管結構和轉移特性曲線
(2)N溝道增強型絕緣柵場效應管
結構與耗盡型類似。但當UGS=0V時，在D、S之間加上電壓不會在D、S間形成電流。
當柵極加有電壓時，若0UGS（th）時，形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。
在UGS=0V時ID=0，只有當UGS>UGS（th）后才會出現漏極電流，這種MOS管稱為增強型MOS管。
N溝道增強型MOS管的轉移特性曲線，如圖所示。
N溝道增強型MOS管的轉移特性曲線
(3)P溝道MOS管
P溝道MOS管的工作原理與N溝道MOS管完全相同，只不過導電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。
場效應管的圖形符號都有哪些呢？
萌萌老師為大家整理了一張圖表：
圖為各種場效應管的圖形符號及參數比較
場效應管是如何分類的
場效應管分為結型場效應管（JFET）和絕緣柵場效應管（MOS管）兩大類。
按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種；
按導電方式：耗盡型與增強型，結型場效應管均為耗盡型，絕緣柵型場效應管既有耗盡型的，也有增強型的。
場效應晶體管：結場效應晶體管和MOS場效應晶體管。其中，MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型、增強型、P溝耗盡型和增強型四大類。
結型場效應管（JFET）
結型場效應管的分類：結型場效應管有兩種結構形式，它們是N溝道結型場效應管和P溝道結型場效應管。
結型場效應管也具有三個電極，它們是：柵極；漏極；源極。電路符號中柵極的箭頭方向可理解為兩個PN結的正向導電方向。
結型場效應管的工作原理（以N溝道結型場效應管為例）：
N溝道結構型場效應管的結構及符號，由于PN結中的載流子已經耗盡，故PN基本上是不導電的，形成了所謂耗盡區。
當漏極電源電壓ED一定時，如果柵極電壓越負，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越窄，漏極電流ID就愈小。
反之，如果柵極電壓沒有那么負，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，就是說，場效應管是電壓控制元件。
絕緣柵場效應管
絕緣柵場效應管（MOS管）的分類：絕緣柵場效應管也有兩種結構形式，它們是N溝道型和P溝道型。無論是什么溝道，它們又分為增強型和耗盡型兩種。
由于絕緣柵場效應管是由金屬、氧化物和半導體所組成，所以又稱為金屬—氧化物—半導體場效應管，簡稱MOS場效應管。
絕緣柵型場效應管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應管為例)：
它利用UGS來控制“感應電荷”的多少，以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況，然后達到控制漏極電流的目的。
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，這些負電荷把高滲雜質的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。
當柵極電壓改變時，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
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盡型；
當柵壓為零，漏極電流也為零時，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。
在工作過程中，場效應管的主要參數都有哪些呢？
直流參數
飽和漏極電流IDSS：當柵、源極之間的電壓等于零，而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時，對應的漏極電流。
夾斷電壓UP：當UDS一定時，使ID減小到一個微小的電流時所需的UGS。
開啟電壓UT：當UDS一定時，使ID到達某一個數值時所需的UGS。
交流參數
交流參數可分為輸出電阻和低頻互導2個參數，輸出電阻一般在幾十千歐到幾百千歐之間，而低頻互導一般在十分之幾至幾毫西的范圍內，特殊的可達100mS，甚至更高。
低頻跨導gm它是描述柵、源電壓對漏極電流的控制作用。
極間電容場效應管三個電極之間的電容，它的值越小表示管子的性能越好。
極限參數
①最大漏極電流是指管子正常工作時漏極電流允許的上限值
②最大耗散功率是指在管子中的功率，受到管子最高工作溫度的限制
③最大漏源電壓是指發生在雪崩擊穿、漏極電流開始急劇上升時的電壓
④最大柵源電壓是指柵源間反向電流開始急劇增加時的電壓值
場效應管在使用時主要關注的參數
IDSS—飽和漏源電流
是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中，柵極電壓UGS=0時的漏源電流。
UP—夾斷電壓
是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中，使漏源間剛截止時的柵極電壓。
UT—開啟電壓
是指增強型絕緣柵場效管中，使漏源間剛導通時的柵極電壓。
gM—跨導
該參數表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力，即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。
gM是衡量場效應管放大能力的重要參數。
BUDS—漏源擊穿電壓
是指柵源電壓UGS一定時，場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓。
這是一項極限參數，加在場效應管上的工作電壓必須小于BUDS。
PDSM—最大耗散功率
也是一項極限參數，是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。
使用時，場效應管實際功耗應小于PDSM并留有一定余量。
IDSM—最大漏源電流
這是是一項極限參數，是指場效應管正常工作時，漏源間所允許通過的最大電流。場效應管的工作電流不應超過IDSM。
