场效应管工作原理、特性及主要参数介绍，与晶体管有哪些区别？

什么是场效应管？

场效应管（FET）是靠输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，又称单极晶体管。前面介绍的晶体三极管指的是双极晶体管。一般输入回路的内阻较高，温度稳定性较好，抗干扰能力强，噪声低，这是晶体三极管所没有的优势。

实物图：

AO3402N沟道增强型场效应管

MOSFET

分类：结型+绝缘栅型

本文介绍结型场效应管，后续文章更新绝缘栅型场效应管。

结型场效应管

分类：N沟道+P沟道

N沟道管：

N沟道结型场效应管结构示意图

P沟道管：

P沟道结型场效应管结构示意图

结型场效应管符号

三个电极：栅极g+漏极d+源极s

结型场效应管工作原理

前提条件：N沟道管，栅-源之间加负电压（Ugs<0），且Ugs>夹断电压；漏-源之间加正向电压（Uds>0）

过程1：

Ugd>Ugs（off）

Uds>0，保证了有电流id从漏极流入源极，所以沟道中的各点与栅极之间的电压发生变化，导电沟道不再是同等宽度，靠近漏极一边的比靠近源极一边的较窄。

过程2：

Ugd=Ugs（off）

因为Ugd=Ugs-Uds，当Uds逐渐增大时，Ugd逐渐减小，但只要栅-漏之间没达到夹断电压，沟道电阻将由栅源电压决定，此时D-S呈现电阻特性。当Ugs=Ugs（off）,即预夹断夹断，此时，若继续增大Uds,夹断区将逐渐延伸，出现过程3现象。

过程3：

Ugd<Ugs（off）

此过程中，夹断区不断延伸，id逐渐减小，但是由于Uds的增大，使得D-S之间电场增大，id又将增大，一增一减基本抵消，所以id基本保持不变，此时，id几乎仅有Ugs决定，出现id的恒流特性。

Ugd<Ugs(off)时，Ugs对电流id的控制

当Uds为一常量，且Ugs确定时，id也就确定，此时，Ugs控制了id的大小，也就是常说的漏极电流受栅-源电压控制，所以场效应管为电压控制元件。类比于晶体管基极电流控制集电极电流。

低频跨导公式：gm=△id/△Ugs

总结

1）在Ugd=Ugs-Uds>Ugs（off）时，不同的Ugs对应不同的d-s之间的电阻

2）当Ugd=Ugs（off）时，d-s之间预夹断

3）当Uds继续增大使得Ugd<Ugs（off）,id仅仅决定于Ugs。

结型场效应管特性曲线

场效应管输出特性曲线

1. 可变电阻区：d-s之间的电阻随着Ugs电压的变化而变化
2. 恒流区（饱和区）：在Uds在增大时，id将不再明显变化，此时几乎由电压Ugs控制，一般场效应管用作放大管使用时，都是工作在恒流区。
3. 夹断区：当Ugs<Ugs(off),导电沟道被夹断，id几乎为0，上图中Ugs≤-2v时
4. 击穿区：Uds持续增大，漏极电流会骤然增大，管子出现击穿。

另外为了保证结型场效应管栅-源间耗尽层为反向电压，N沟道管，需要另Ugs≤0v，P沟道管，需要另Ugs≥0v。