場效應管(英縮寫FET)是電壓控制器件,它有輸入電壓來控制輸出電流的變化。它具有輸入阻抗高噪聲低,動態范圍大,溫度系數低等優點,因而廣泛應用于各種電子線路中。 一、場效應管的結構原理及特性 場效應管有結型和絕緣柵兩種結構,每種結構又有N溝道和P溝道兩種導電溝道。
1、結型場效應管(JFET)
(1)結構原理 它的結構及符號見圖1。在N型硅棒兩端引出漏極D和源極S兩個電極,又在硅棒的兩側各做一個P區,形成兩個PN結。在P區引出電極并連接起來,稱為柵極Go這樣就構成了N型溝道的場效應管



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,從圖1中可見,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。

圖1、N溝道結構型場效應管的結構及符號


絕緣柵場效應管
它是由金屬、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。
(1)結構原理
它的結構、電極及符號見圖2所示,以一塊P型薄硅片作為襯底,在它上面擴散兩個高雜質的N型區,作為源極S和漏極D。在硅片表覆蓋一層絕緣物,然后再用金屬鋁引出一個電極G(柵極)由于柵極與其它電極絕緣,所以稱為絕緣柵場面效應管。

圖2、N溝道(耗盡型)絕緣柵場效應管結構及符號


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。
場效應管的式作方式有兩種:當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型,當柵壓為零,漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。