场效应管在电路中的应用特性

场效应管(Field-Effect Transistor)也是一种具有PN结结构的半导体器件，简称FET, 它与三极管的不同之处在于它是电压控制器件。通过改变栅极的电压可以控制漏极和源极之间的电流，场效应管具有输入阻抗高、噪声小、热稳定性好、便于集成等特点，但容易被击穿。场效应管按其结构不同分为两大类，即绝缘栅型场效应管和结型场效应管。绝缘栅型场效应管由金属、氧化物和半导体材料制成，简称MOS管。M0S管按其工作状态可分 为增强型和耗尽型两种，每种类型按其导电沟道不同又分为N沟道和P沟道两种。结型场效应管按其导电沟道不同也分为N沟道和P沟道两种。下图所示结型场效应管和绝缘栅 型场效应管的实物外形。

1、场效应管的功能

场效应管通常用来制作低噪声高增益放大器，下图所示为场效应管电压放大的原理示意图。它与普通三极管的不同之处在于它是电压控制器件，而三极管是电流控制器件。

场效应管的功能与三极管相似，可用来制作信号放大器、振荡器等。由场效应管组成的放大器基本结构有三种，即共源极（S）放大器、共栅（G）放大器和共漏极（D）放大 器，如下图所示。

由于场效应管是一种电压控制器件，栅极不需要控制电流，只需要有一个控制电压（例如天线感应的微小信号），整个放大电路即可工作。因此，由场效应管构成的放大电路常应用于小信号高频放大器中，例如收音机的高频放大器、电视机的高频放大器等。

2、场效应管的基本特性

根据上述功能可知，场效应管具有电压放大的作用，下图所示为结型场效应管的工作原理说明图。当G、S间不加反向电压时（即UGs=0），PN结（图中阴影部分）的宽度窄, 导电沟道宽，沟道电阻小，ID电流大（DS间的电流）：当G、S间加负电压时，PN结的宽度增加，导电沟道宽度减小，沟道电阻增大；当G、S间负向电压进一步增加时，PN结宽度 进一步加宽，两边PN结合拢（称夹断），没有导电沟道，沟道电阻很大，电流ID为0。通常把导电沟道刚被夹断的值称为夹断电压，用Uq表示。可见结型场效应管在某种意义上是一个用电压控制的可变电阻。

场效应管的主要特性有两个，即转移特性和输出特性。

①场效应管的转移特性曲线

栅极电压（UGs）对漏极电流（ID）的控制作用称为转移特性，反映这两者之间关系的曲线称为转移特性曲线。下图1-60所示为N沟道结型场效应管的转移特性曲线。当栅极电压UGs取不同的电压值时，漏极电流ID将随之改变。当ID=0时, UGS的值为场效应管的夹断电压Uq；当UGs=0时，ID的值为场效应管的饱和漏极电流Idss。

②场效应管的输出特性曲线

在Ugs一定时，反映ID与Uds之间的关系曲线为输出特性曲线，也称为漏极特性曲线。上图1-61所示为N沟道结型场效应管的输出特性曲线。由图可见，它分为三个区：饱和区、击穿区和非饱和区。起放大作用时，应工作在饱和区（这一点与前面讲的普通三极管不同）。注意，此处的“饱和区”对应普通三极管的“放大区”。