场效应晶体管：电压控制型半导体器件

"场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）是一种单极型晶体管，主要由多数载流子参与导电。作为电压控制型半导体器件，FET具有高输入电阻（可达10^8至10^9欧姆）、低噪声、低功耗、大动态范围、易于集成、无二次击穿现象以及宽广的安全工作区域等优点。这些特点使其在许多应用中成为双极型晶体管和功率晶体管的理想替代品。" 场效应晶体管主要分为两类：结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOSFET）。JFET通过改变栅极与源极之间的电压来控制漏极电流，而MOSFET则采用绝缘层隔离的栅极，因此具有更高的输入阻抗和更好的热稳定性。 在识别场效应管时，需要确定三个管脚：源极（Source），栅极（Gate），和漏极（Drain）。栅极是控制电流的关键，通过调整栅极与源极之间的电压（UGS）可以改变漏极与源极之间的电流（ID）。估测场效应管的放大能力通常涉及计算其跨导（gm），即栅极电压变化与漏极电流变化之比。 场效应管的基本特点包括： 1. 它是电压驱动的，意味着ID由UGS控制。 2. 输入电阻极高，使得信号源负载极小。 3. 由于主要依靠多数载流子导电，其性能受温度影响较小，稳定性好。 4. 相较于双极型晶体管，场效应管的电压放大系数较低，但更适合于线性放大和电流控制应用。 5. 抗辐射能力较强，适用于恶劣环境。 6. 噪声水平较低，因为没有少子扩散导致的散粒噪声。 场效应管的工作原理基于电场对半导体表面或近表面区域（称为沟道）的影响。当VGS增大时，门极与沟道之间的pn结形成反偏，扩大耗尽层，从而控制ID的大小。在饱和区，门极电压形成一个阻挡层，限制了沟道中的电流。 场效应管的主要参数包括： 1. 饱和漏极电流IDSS，定义为当栅极和源极之间电压为零时的漏极电流。 2. 开启电压VGS(ON)，使晶体管导通所需的栅极源极电压。 3. 关断电压VGS(OFF)，使得晶体管截止的栅极源极电压。 4. 跨导gm，描述栅极电压变化对漏极电流影响的参数。 5. 最大漏极电流IDM，晶体管能安全承受的最大漏极电流。 6. 最大栅极源极电压VGS(MAX)，超过这个值可能会损坏晶体管。 场效应晶体管广泛应用于放大电路、开关电路、电源管理、微电子设备如微处理器和集成电路中，是现代电子技术不可或缺的组成部分。