三極管和場效應管的區別

三極管（BJT）的三個腳分別命名為：基極（B）、集電極、發射極（C）。

場效應管（FET）的三個腳命名為：柵極、源極、漏極。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。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型；P溝耗盡型和增強型四大類。

其中集電極和源極是接地的，基極和柵極是控制極。

過去記憶這些極，總是忘記，所以問了下兩種管的工作原理。

1.三極管，是電流驅動，需要消耗基極電流。所以三極管的放大系數通過Ic/Ib得到，就是說三極管的放大功能通過基極的電流實現的。

2.場效應管，是電壓驅動，柵極不導通，沒有電流經過，不消耗電流。它通過電壓使得效應管能電子聚集起來，形成一條電子通道，然后漏極和源極被導通。所以，場效應管是通過導通電子隧道，實現放大功能的。柵極的電壓越高，導通的電流越大，但同時柵極不消耗電流。

通過上面的對比，總結下場效應管的優缺點：

優點是電流消耗相對少，導通速度快（只要加上電壓，就導通，比三極管通過形成電流導通的方式快）。

缺點是容易被靜電擊穿。

應用場景

場效應管一般比較貴，該技術使用在內存上，例如EPROM，FLASH都是用場效應管保存數據。

結型場效應管(N溝道JFET)工作原理：

可將N溝道JFET看作帶“人工智能開關”的水龍頭。這就有三部分：進水、人工智能開關、出水，可以分別看成是JFET的 d極 、g 極、s極。

“人工”體現了開關的“控制”作用即vGS。JFET工作時，在柵極與源極之間需加一負電壓(vGS<0)，使柵極、溝道間的pn結反偏，柵極電流ig≈0，場效應管呈現高達107ω以上的輸入電阻。在漏極與源極之間加一正電壓(vds>0)，使N溝道中的多數載流子(電子)在電場作用下由源極向漏極運動，形成電流iD。iD的大小受“人工開關”vGS的控制，vGS由零往負向增大時，PN結的耗盡層將加寬，導電溝道變窄，vGS絕對值越大則人工開關越接近于關上，流出的水(iD)肯定越來越小了，當你把開關關到一定程度的時候水就不流了。

“智能”體現了開關的“影響”作用，當水龍頭兩端壓力差(vDS)越大時，則人工開關自動智能“生長”。vDS值越大則人工開關生長越快，流水溝道越接近于關上，流出的水(iD)肯定越小了，當人工開關生長到一定程度的時候水也就不流了。理論上，隨著vDS逐漸增加，一方面溝道電場強度加大，有利于漏極電流iD增加;另一方面，有了vDS，就在由源極經溝道到漏極組成的N型半導體區域中，產生了一個沿溝道的電位梯度。由于N溝道的電位從源端到漏端是逐漸升高的，所以在從源端到漏端的不同位置上，漏極與溝道之間的電位差是不相等的，離源極越遠，電位差越大，加到該處PN結的反向電壓也越大，耗盡層也越向N型半導體中心擴展，使靠近漏極處的導電溝道比靠近源極要窄，導電溝道呈楔形。所以形象地比喻為當水龍頭兩端壓力差(vDS)越大，則人工開關自動智能“生長”。

當開關第一次相碰時，就是預夾斷狀態，預夾斷之后id趨于飽和。

當vGS>0時，將使PN結處于正向偏置而產生較大的柵流，破壞了它對漏極電流iD的控制作用，即將人工開關拔出來，在開關處又加了一根進水水管，對水龍頭就沒有控制作用了。

絕緣柵場效應管(N溝道增強型MOSFET)工作原理：

可將N溝道MOSFET看作帶“人工智能開關”的水龍頭。相對應情況同JFET。與JFET不同的的是，MOSFET剛開始人工開關是關著的，水流流不出來。當在柵源之間加vGS>0， N型感生溝道(反型層)產生后，人工開關逐漸打開，水流(iD)也就越來越大。iD的大小受“人工開關”vGS的控制，vGS由零往正向增大時，則柵極和P型硅片相當于以二氧化硅為介質的平板電容器，在正的柵源電壓作用下，介質中便產生了一個垂直于半導體表面的由柵極指向P型襯底的電場，這個電場排斥空穴而吸引電子，P型襯底中的少子電子被吸引到襯底表面，這些電子在柵極附近的P型硅表面便形成了一個N型薄層，即導通源極和漏極間的N型導電溝道。柵源電壓vGS越大則半導體表面的電場就越強，吸引到P型硅表面的電子就越多，感生溝道將越厚，溝道電阻將越小。相當于人工開關越接近于打開，流出的水(iD)肯定越來越多了，當你把開關開到一定程度的時候水流就達到最大了。MOSFET的“智能”性與JFET原理相同，參上。

絕緣柵場效應管(N溝道耗盡型MOSFET)工作原理：

基本上與N溝道JFET一樣，只是當vGS>0時，N溝道耗盡型MOSFET由于絕緣層的存在，并不會產生PN結的正向電流，而是在溝道中感應出更多的負電荷，使人工智能開關的控制作用更明顯。
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