三极管和场效应管的区别

三极管（BJT）的三个脚分别命名为：基极（B）、集电极、发射极（C）。

场效应管（FET）的三个脚命名为：栅极、源极、漏极。场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。

其中集电极和源极是接地的，基极和栅极是控制极。

过去记忆这些极，总是忘记，所以问了下两种管的工作原理。

1.三极管，是电流驱动，需要消耗基极电流。所以三极管的放大系数通过Ic/Ib得到，就是说三极管的放大功能通过基极的电流实现的。

2.场效应管，是电压驱动，栅极不导通，没有电流经过，不消耗电流。它通过电压使得效应管能电子聚集起来，形成一条电子通道，然后漏极和源极被导通。所以，场效应管是通过导通电子隧道，实现放大功能的。栅极的电压越高，导通的电流越大，但同时栅极不消耗电流。

通过上面的对比，总结下场效应管的优缺点：

优点是电流消耗相对少，导通速度快（只要加上电压，就导通，比三极管通过形成电流导通的方式快）。

缺点是容易被静电击穿。

应用场景

场效应管一般比较贵，该技术使用在内存上，例如EPROM，FLASH都是用场效应管保存数据。

结型场效应管(N沟道JFET)工作原理：

可将N沟道JFET看作带“人工智能开关”的水龙头。这就有三部分：进水、人工智能开关、出水，可以分别看成是JFET的 d极 、g 极、s极。

“人工”体现了开关的“控制”作用即vGS。JFET工作时，在栅极与源极之间需加一负电压(vGS<0)，使栅极、沟道间的pn结反偏，栅极电流ig≈0，场效应管呈现高达107ω以上的输入电阻。在漏极与源极之间加一正电压(vds>0)，使N沟道中的多数载流子(电子)在电场作用下由源极向漏极运动，形成电流iD。iD的大小受“人工开关”vGS的控制，vGS由零往负向增大时，PN结的耗尽层将加宽，导电沟道变窄，vGS绝对值越大则人工开关越接近于关上，流出的水(iD)肯定越来越小了，当你把开关关到一定程度的时候水就不流了。

“智能”体现了开关的“影响”作用，当水龙头两端压力差(vDS)越大时，则人工开关自动智能“生长”。vDS值越大则人工开关生长越快，流水沟道越接近于关上，流出的水(iD)肯定越小了，当人工开关生长到一定程度的时候水也就不流了。理论上，随着vDS逐渐增加，一方面沟道电场强度加大，有利于漏极电流iD增加;另一方面，有了vDS，就在由源极经沟道到漏极组成的N型半导体区域中，产生了一个沿沟道的电位梯度。由于N沟道的电位从源端到漏端是逐渐升高的，所以在从源端到漏端的不同位置上，漏极与沟道之间的电位差是不相等的，离源极越远，电位差越大，加到该处PN结的反向电压也越大，耗尽层也越向N型半导体中心扩展，使靠近漏极处的导电沟道比靠近源极要窄，导电沟道呈楔形。所以形象地比喻为当水龙头两端压力差(vDS)越大，则人工开关自动智能“生长”。

当开关第一次相碰时，就是预夹断状态，预夹断之后id趋于饱和。

当vGS>0时，将使PN结处于正向偏置而产生较大的栅流，破坏了它对漏极电流iD的控制作用，即将人工开关拔出来，在开关处又加了一根进水水管，对水龙头就没有控制作用了。

绝缘栅场效应管(N沟道增强型MOSFET)工作原理：

可将N沟道MOSFET看作带“人工智能开关”的水龙头。相对应情况同JFET。与JFET不同的的是，MOSFET刚开始人工开关是关着的，水流流不出来。当在栅源之间加vGS>0， N型感生沟道(反型层)产生后，人工开关逐渐打开，水流(iD)也就越来越大。iD的大小受“人工开关”vGS的控制，vGS由零往正向增大时，则栅极和P型硅片相当于以二氧化硅为介质的平板电容器，在正的栅源电压作用下，介质中便产生了一个垂直于半导体表面的由栅极指向P型衬底的电场，这个电场排斥空穴而吸引电子，P型衬底中的少子电子被吸引到衬底表面，这些电子在栅极附近的P型硅表面便形成了一个N型薄层，即导通源极和漏极间的N型导电沟道。栅源电压vGS越大则半导体表面的电场就越强，吸引到P型硅表面的电子就越多，感生沟道将越厚，沟道电阻将越小。相当于人工开关越接近于打开，流出的水(iD)肯定越来越多了，当你把开关开到一定程度的时候水流就达到最大了。MOSFET的“智能”性与JFET原理相同，参上。

绝缘栅场效应管(N沟道耗尽型MOSFET)工作原理：

基本上与N沟道JFET一样，只是当vGS>0时，N沟道耗尽型MOSFET由于绝缘层的存在，并不会产生PN结的正向电流，而是在沟道中感应出更多的负电荷，使人工智能开关的控制作用更明显。

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