場效應管使用優(yōu)勢，特點解析
場效應管的使用優(yōu)勢有哪些?
場效應管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下，應選用場效應管;而在信號電壓較低，又允許從信號源取較多電流的條件下，應選用晶體管。
場效應管是利用多數(shù)載流子導電，所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導電，被稱之為雙極型器件。
有些場效應管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負，靈活性比晶體管好。
場效應管使用優(yōu)勢：場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上，因此場效應管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應用。
場效應管與三極管的各自應用有何特點?
1.場效應管的源極S、柵極G、漏極D分別對應于三極管的發(fā)射極E、基極B、集電極c，它們的作用相似。
2.場效應管是電壓控制電流器件，由Vgs控制id,其放大系數(shù)gm 一般較小，因此場效應管的放大能力較差;三極管是電流控制電流器件，由iB (或ie)控制ic。
3.場效應管柵極幾乎不取電流;而三極管工作時基極總要吸取一定的電流。因此場效應管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。
4.場效應管只有多子參與導電;三極管有多子和少子兩種載流子參與導電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場效應管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強。在環(huán)境條件(溫度等)變化很大的情況下應選用場效應管。
5.場效應管在源極水與襯底連在一起時， 源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大;而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時，其特性差異很大，b值將減小很多。
6.場效應管和三極管均可組成各種放大電路和開路電路，但由于前者制造工藝簡單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。
7.三極管導通電阻大，場效應管導通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現(xiàn)在的用電器件上，一般都用場效應管做開關來用，它的效率是比較高的。
場效應管的工作原理是怎樣的?
我們以增強型MOS場效應管為例，它可分為NPN型和PNP型。NPN型通常稱為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。由圖8-10可看出，對于N溝道的場效應管其源極和漏極接在N型半導體上，同樣對于P溝道的場效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。
我們知道三極管是由輸入的基極小電流控制輸出的集電極大電流，但對于場效應管，其輸出電流是由輸入的電壓(或稱電場)控制，可以認為輸入電流極小或沒有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時這也是我們稱之為場效應管的原因。
要解釋Mos場效應管的工作原理，我們先復習一下僅含有一個p-N結的二極管的工作過程。如圖8-11所示，我們知道在二極管加上正向電壓(P端接正極，N端接負極)時，二極管導通，其PN結有電流通過。
這是因為在P型半導體端為正電壓時，N型半導體內的負電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導體端，而P型半導體端內的正電子則朝N型半導體端運動，從而形成導通電流。
同理，當二極管加上反向電壓(P端接負極, N端接正極)時，這時在P型半導體端為負電壓，正電子被聚集在P型半導體端，負電子則聚集在N型半導體端，電子不移動，其PN結沒有電流通過，二極管截止。
對于場效應管，在柵極沒有電壓時，由前面分析可知，在源極與漏極之間不會有電流流過，此時場效應管處與截止狀態(tài)，如圖8-11 (a) 所示。
當有一個正電壓加在N溝道的MOS場效應管柵極上時，由于電場的作用，此時N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋，使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導體中，如圖8-11 (b) 所示，從而形成電流，使源極和漏極之間導通。
我們也可以想像為兩個N型半導體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當于為它們之間搭了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決定。圖8-12 給出了P溝道的MOS場效應管的工作過程，其工作原理類似N溝道MOS管。
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