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场效应管与三极管的比较

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)两大年夜类。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年夜类。

三极管(BJT)的三个脚分手命名为:基极(B)、集电极、发射极(C)。

此中集电极和源极是接地的,基极和栅极是节制极。

场效应管是在三极管的根基上而开拓出来的。三极管经由过程电流的大年夜小节制输出,输入要耗损功率。场效应管是经由过程输入电压节制输出,不耗损功率。场效应管和三极管的差别是电压和电流节制,但这都是相对的。电压节制的也必要电流,电流节制的也必要电压,只是相对要小而已。就其机能而言,场效应管要显着优于通俗三极管,不管是频率照样散热要求,只要电路设计合理,采纳场效应管会显着提升整体机能。

1、三极管是双极型管子,即管子事情时内部由空穴和自由电子两种载流子介入。场效应管是单极型管子,即管子事情时要么只有空穴,要么只有自由电子介入导电,只有一种载流子;

2、三极管属于电流节制器件,有输入电流才会有输出电流; 场效应管属于电压节制器件,没有输入电流也会有输出电流;

3、三极管输入阻抗小,场效应管输入阻抗大年夜;

4、有些场效应管源极和漏极可以交换,三极管集电极和发射极弗成以交换;

5、场效应管的频率特点不如三极管;

6、场效应管的噪声系数小,适用于低噪声放大年夜器的前置级;

7、假如盼望旌旗灯号源电流小应该选用处效应管,反之则选用三极管更为相宜。

场效应管是场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)的简称。它属于电压节制型半导体器件,具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿征象、安然事情区域宽、受温度和辐射影响小等优点,分外适用于高灵敏度和低噪声的电路,现已成为通俗晶体管的强大年夜竞争者。通俗晶体管(三极管)是一种电流节制元件,事情时,多半载流子和少数载流子都介入运行,以是被称为双极型晶体管;而场效应管(FET)是一种电压节制器件(改变其栅源电压就可以改变其漏极电流),事情时,只有一种载流子介入导电,是以它是单极型晶体管。场效应管和三极管一样都能实现旌旗灯号的节制和放大年夜,但因为他们构造和事情道理截然不合,以是二者的差异很大年夜。在某些特殊利用方面,场效应管优于三极管,是三极管无法替代的,三极管与场效应管差别见下表。

场效应管是电压节制元件。而三极管是电流节制元件。在只容许从旌旗灯号源取较少电流的环境下,应选用处效应管。而在旌旗灯号源电压较低,又容许从旌旗灯号源取较多电流的前提下,利用三极管。场效应管靠多子导电,管中运动的只是一种极性的载流子;三极管既用多子,又使用少子。因为多子浓度不易受外因的影响,是以在情况变更较强烈的场合,采纳场效应管对拍照宜。场效应管的输入电阻高,适用于高输入电阻的场合。场效应管的噪声系数小,适用于低噪声放大年夜器的前置级。

场效应管与三极管的对照

1.场效应管的源极S、栅极G、漏极D分手对应于三极管的发射极E、基极B、集电极C,它们的感化相似。

2.场效应管是电压节制电流器件,由VGS节制iD,其放大年夜系数gm一样平常较小,是以场效应管的放大年夜能力较差;三极管是电流节制电流器件,由iB(或iE)节制iC。驱动能力强。

3.场效应管栅极险些不取电流(ig》》0);而三极督事情时基极总要罗致必然的电流。是以场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。

4.场效应管只有多子介入导电;三极管有多子和少子两种载流子介入导电,因少子浓度受温度、辐射等身分影响较大年夜,以是场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在情况前提(温度等)变更很大年夜的环境下应选用处效应管。

5.场效应管在源极未与衬底连在一路时,源极和漏极可以交换应用,且特点变更不大年夜;而三极管的集电极与发射极交换应用时,其特点差异很大年夜, b

值将减小很多。

6.场效应管的噪声系数很小,在低噪声放大年夜电路的输入级及要求信噪对照高的电路中要选用处效应管。

7.场效应管和三极管均可组成各类放大年夜电路和开关电路,但因为前者制造工艺简单,且具有耗电少,热稳定性好,事情电源电压范围宽等优点,因而被广泛用于大年夜规模和超大年夜规模集成电路中。

总起来说,在设计场效应管电路时必要斟酌的更多,比如因为其输入阻抗高,就必须要斟酌电路的抗滋扰机能,恰是由于输入阻抗太高以是小小的一点滋扰即可造成mos管的一个动作,还有便是场效应管无法做到像三极管那么高的电压,当然现在的三极管和场效应管复合型器件IGBT已经能做到很高的电压了,mos管因为其特点对照得当做开关用,在低功耗产品中比三极管有上风。

事情道理

1.三极管,是电流驱动,必要耗损基极电流。以是三极管的放大年夜系数经由过程Ic/Ib获得,便是说三极管的放大年夜功能经由过程基极的电流实现的。

2.场效应管,是电压驱动,栅极不导通,没有电流颠末,不耗损电流。它经由过程电压使得效应管能电子凑集起来,形成一条电子通道,然后漏极和源极被导通。以是,场效应管是经由过程导通电子地道,实现放大年夜功能的。栅极的电压越高,导通的电流越大年夜,但同时栅极不耗损电流。

经由过程上面的比较,总结了局效应管的优毛病:

优点是电流耗损相对少,导通速率快(只要加上电压,就导通,比三极管经由过程形成电流导通的要领快)。

毛病是轻易被静电击穿。

利用处景

场效应管一样平常对照贵,该技巧应用在内存上,例如EPROM,FLASH都是用处效应管保存数据。

Flash的硬件实现机制

Flash的内部存储MOSFET,里面有个悬浮门(Floating Gate),是真正存储数据的单元。

在Flash之前,紫外线可擦除(uv-erasable)的EPROM,就已经采纳了FloaTIng Gate存储数据这一技巧了。

图 1.1. 范例的Flash内存单元的物理布局

数据在Flash内存单元中因此电荷(electrical charge) 形式存储的。存储电荷的若干,取决于图中的外部门(external gate)所被施加的电压,其节制了是向存储单元中突入电荷照样使其开释电荷。而数据的表示,以所存储的电荷的电压是否跨越一个特定的阈值Vth来表示,是以,Flash的存储单元的默认值,不是0(其他常见的存储设备,比如硬盘灯,默认值为0),而是1,而假如将电荷开释掉落,电压低落到必然程度,表述数字0。

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