场效应管的主要参数以及与三极管的对比
场效应晶体管简称场效应管。主要有两种类型:结型场效应管和金属-氧化物半导体场效应管。 由多数载流子参与导电的场效应管也被称为单极型晶体管。属于电压控制型半导体器件。由于其输入电阻高,噪音小,功耗低,等特点,使其成为双极型晶体管和功率晶体管的有力竞争对手。
一、场效应管的主要参数
1、直流参数
饱和漏极电流可以定义为:当栅极、源极间的电压等于零,而漏极、源极之间的电压大于夹断电压时所对应的漏极电流。
夹断电压 UP:当 UDS一定时,使 ID减小到一个微小电流所需的UGS;
开启电压UT:当 UDS一定,使 ID达到某个数值所需的UGS。
2、交流参数
低频跨导gm :描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。
极间电容:场效应管三个电极之间的电容,数值越小,说明性能越好。
3、极限参数
漏极、源极击穿电压:当漏极电流急剧上升时,就会产生雪崩击穿时的UDS。
栅极击穿电压:结型场效应管正常工作时,栅极与源极之间的 PN结处于反向偏压状态,电流过大会产生击穿。
二、场效应管的特点
场效应管具有放大功能,可形成放大电路。与三极管相比,它具有以下特点:
(1)场效应管是一种电压控制器件,通过 UGS对电位进行控制;
(2)场效应管的输入端电流极小,因此其输入电阻非常高;
(3)由于其采用多数载流子进行导电,所以其温度稳定性较好;
(4)其放大电路的电压放大系数比三极管小;
(5)抗辐射能力较强。
三、场效应管与三极管对比
(1)场效应管源极 、栅极 、漏极 分别与三极管源极 、基极 、集点极对应,作用相似。
(2)场效应管是电压控制电流装置,放大系数较小,放大能力较差;三极管是电流控制电压器件,放大能力较强。
(3)场效应管栅极基本不取电流;而三极管工作时,基极会吸收一定电流。所以,场效应管栅极输入电阻比三极管输入电阻要高。
(4)场效应管的导电过程中有多子参与,三极管有多子和少子两种载流子参与,其少子浓度受温度、辐射等因素影响很大,因此,场效应管比晶体管具有更好的温度稳定性和抗辐射能力。当环境条件变化很大的情况下,应选择场效应管。
(5)场效应管在源极金属和衬底连接时,源极和漏极可以交换使用,特性变化不大,而三极管的集电极和发射极交换使用时,特性差异大,β值减少。
(6)场效应管的噪声系数小。
(7)场效应管和三极管都可以组成各种放大电路和开关电路,但前者耗电少,热稳定性高,电源电压范围宽,所以被广泛应用于大规模和超大规模的集成电路。
(8)三极管的导通电阻大,场效应管的导通电阻小,所以一般使用场效应管作为开关,效率更高。
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