精品文檔-下載后可編輯場效應管和三極管的詳細比較-設計應用場效應管是在三極管的基礎上而開發(fā)出來的。三極管通過電流的大小控制輸出，輸入要消耗功率。場效應管是通過輸入電壓控制輸出，不消耗功率。場效應管和三極管的區(qū)別是電壓和電流控制，但這都是相對的。電壓控制的也需要電流，電流控制的也需要電壓，只是相對要小而已。就其性能而言，場效應管要明顯優(yōu)于普通三極管，不管是頻率還是散熱要求，只要電路設計合理，采用場效應管會明顯提升整體性能。

1、三極管是雙極型管子，即管子工作時內部由空穴和自由電子兩種載流子參與。場效應管是單極型管子，即管子工作時要么只有空穴，要么只有自由電子參與導電，只有一種載流子；2、三極管屬于電流控制器件，有輸入電流才會有輸出電流；場效應管屬于電壓控制器件，沒有輸入電流也會有輸出電流；3、三極管輸入阻抗小，場效應管輸入阻抗大；4、有些場效應管源極和漏極可以互換，三極管集電極和發(fā)射極不可以互換；5、場效應管的頻率特性不如三極管；6、場效應管的噪聲系數小，適用于低噪聲放大器的前置級；7、如果希望信號源電流小應該選用場效應管，反之則選用三極管更為合適。場效應管是場效應晶體管（FieldEffectTransistor，F(xiàn)ET）的簡稱。它屬于電壓控制型半導體器件，具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域寬、受溫度和輻射影響小等優(yōu)點，特別適用于高靈敏度和低噪聲的電路，現(xiàn)已成為普通晶體管的強大競爭者。普通晶體管（三極管）是一種電流控制元件，工作時，多數載流子和少數載流子都參與運行，所以被稱為雙極型晶體管；而場效應管（FET）是一種電壓控制器件（改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流），工作時，只有一種載流子參與導電，因此它是單極型晶體管。場效應管和三極管一樣都能實現(xiàn)信號的控制和放大，但由于他們構造和工作原理截然不同，所以二者的差異很大。在某些特殊應用方面，場效應管優(yōu)于三極管，是三極管無法替代的，三極管與場效應管區(qū)別見下表。場效應管是電壓控制元件。而三極管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下，應選用場效應管。而在信號源電壓較低，又允許從信號源取較多電流的條件下，應用三極管。場效應管靠多子導電，管中運動的只是一種極性的載流子；三極管既用多子，又利用少子。由于多子濃度不易受外因的影響，因此在環(huán)境變化較強烈的場合，采用場效應管比較合適。場效應管的輸入電阻高，適用于高輸入電阻的場合。場效應管的噪聲系數小，適用于低噪聲放大器的前置級。場效應管和雙極型三極管的比較1、普通三極管參與導電的，既有多數載流子，又有少數載流子，故稱為雙極型三極管；而在場效應管中只是多子參與導電，故又稱為單極型三極管。因少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場效應管比三極管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、噪聲系數很小。在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應選用場效應管。2、三極管是電流控制器件，通過控制基極電流到達控制輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故三極管的輸人電阻較低；場效應管是電壓控制器件，其輸出電流決定于柵源極之間的電壓，柵極基本上不取電流，因此，它的輸入電阻很高，可達109～1014Ω。高輸入電阻是場效應管的突出優(yōu)點。3、場效應管的漏極和源極可以互換（某些），耗盡型絕緣柵管的柵極電壓可正可負，靈活性比三極管強。但要注意，分立的場效應管，有時已經將襯底和源極在管內短接，源極和漏極就不能互換使用了。4、場效應管和三極管都可以用于放大或作可控開關。但場效應管還可以作為壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作，具有功耗低，熱穩(wěn)定性好，容易解決散熱問題，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點，且制作工藝簡單，易于集成化生產，因此在目前的大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路中，MOS管占主要地位。5、MOS管具有很低的級間反饋電容，一般為5—10pF，而三極管的集電結電容一般為20pF左右。6、場效應管組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數。7、由于MOS觀的柵源極之間的絕緣層很薄，極間電容很小，而柵源極之間電阻又很大，帶電物體靠近柵極時，柵極上感應少量電荷產生很高的電壓，就很難放掉，以至于柵源極之間的絕緣層擊穿，造成性損壞。因此管子存放時，應使柵極與源極短接，避免柵極懸空。尤其是焊接MOS管時，電烙鐵外殼要良好接地。

8、BJT是利用小電流的變化控制大電流的變化；JFET是利用PN結反向電壓對耗盡層厚度的控制，來改變導電溝道的寬窄，從而控制漏極電流的大小；MOSEFET是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。9、場效應管的噪聲系數很小，在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應管。10、三極管導通電阻大，場效應管導通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現(xiàn)在的用電器件上，一般都用場效應管做開關來用，他的效率是比較高的。11、場效應管G極必須有一個對地的放電電阻，不然上電就燒，而三極管基極不需要12、場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應用。一般說來，雙極性三極管不能直接代替MOS管，這是因為它們的控制特性不一MOS管是電壓控制的器件，而雙極性三極管是電流控制的器件。場效應管的控制電路是電壓型的，雙極性三極管不能直接代換場效應管的，原驅動MOS管的電路由于驅動電流太小，不足于驅動雙極性三極。要想用原電路驅動雙極性三極管，必須要在雙極性三極管之前加裝電流放大裝置。基于這個思想，在雙極性三極管之前加裝電流放大器，把電壓驅動改為了電流驅動，即可代換成功。場效應管的作用1、場效應管可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。3、場效應管可以用作可變電阻。4、場效應管可以方便地用作恒流源。5、場效應管可以用作電子開關。場效應管的分類1、結型場效應管（JFET）因有兩個PN結而得名；2、絕緣柵型場效應管（JGFET，也叫金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET）則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。3、根據導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態(tài),加上正確的VGS后,多數載流子被吸引到柵極,從而“增強”了該區(qū)域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉向截止。三極管（BJT）和場效應管（FET）是在放大、開關電路中應用非常普遍的電子元件，初發(fā)明的是三極管，以其優(yōu)異的性能迅速代替了電子管，但后來在應用中三極管暴露出一些先天不足--結構上問題所導致的缺陷，在這種形勢下迫切要求制造一種能夠克服三極管缺陷的晶體管，于是場效應管就應用而生了。FET的大特點就是輸入阻抗極高，這是三極管無法比擬的，然而它的出現(xiàn)并沒有像晶體管淘汰電子管一樣而完全取代三極管，它也不是的，在有些方面不如三極管，因此不能籠統(tǒng)的說誰好誰不好，由于它是在三極管的基礎上研制而成的，所以它許多方面和三極管有相似的地方，二者珠聯(lián)璧合應用廣泛。今天通過對比我們全面認識三極管和場效應管，以便更好的利用它們。1.電極區(qū)別：三極管有基極b、發(fā)射極e、集電極c三個電極，場效應管也有G極、源極S、漏極D三個電極，它們二者有對應關系，電極的作用相似，即基極-柵極都是控制極，發(fā)射極對應源極，集電極對應漏極，都是被控電極；2.控制類型：三極管是電流控制型器件，也就是通過基極電流的變化控制集電極電流的變化；場效應管屬于電壓控制型器件，也就是通過柵極電壓的變化來控制源漏極電流大小；二者的工作原理是不同的，三極管是通過基極電流來控制集電極電流大小的，而場效應管是通過柵壓改變導電溝道的寬度來控制電流的變化；3.阻抗差別：三極管輸入阻抗較低，在幾百歐姆-幾千歐姆之間，基極電流較大，輸出電阻較高，對前級電路影響較大，阻抗不匹配時幾乎不能工作；場效應管的輸入阻抗極高，達到兆歐以上，MOS管更高，柵極幾乎沒有電流，對前級電路影響較小，和三極管一樣輸出電阻也較高；4.載流子差別：三極管有兩種載流子參加導電，即少子與多子，屬于雙極性器件；場效應管只有一種載流子參加導電，屬于單極性器件；5.穩(wěn)定性差別：三極管由于少子也參與了導電，而少子容易受到溫度的影響，熱穩(wěn)定性較差，故其噪聲高，且制造復雜；場效應管由于其由多子導電，熱穩(wěn)定性較好，故噪聲?。恢圃旃に嚭唵?，容易集成、功耗低、體積小、安全工作區(qū)域廣；大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路均大多由場效應管制作；6.分類差別：晶體管按結構分PNP和NPN型兩種；而場效應管種類就多了，按導電溝道分n型和p型，按原理結構分結型場效應管JFET和絕緣柵場效應管MOSFET，mos管又分增強型、耗盡型兩種；7.特性曲線差別：三極管特性曲線分截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)、擊穿區(qū)；場效應管分截止區(qū)、放大區(qū)、可變電阻區(qū)、擊穿區(qū)，二者有對應關系；在特性曲線上均有輸入、輸出特性曲線；從電路分析計算，場效應管較三極管簡單；三極管的轉移特性（IC-Vbe）是按指數規(guī)律變化，場效應管的轉移特性是按平方規(guī)律變化，因此場效應管的非線性失真比三極管大；8.放大能力：表征三極管放大能力的重要參數是電流放大倍數β，場效應管用跨導表示gm，其值較小，放大能力差，電壓放大倍數小于三極管電路；9.靈活性差別：三極管的發(fā)射極、集電極不能互換，否則β極低，不能正常工作，而場效應管對于一些特定條件的（襯底沒有和源極連著一起），源極和漏極是可以互換的。耗盡型的場效應管的柵極電壓可正可負，靈活性高；10.接法差別：三極管有三種接法：共射、共基、共集，場效應管也有三種接法：共源、共柵、共漏接法；二者對應；相位關系一致；11.偏置差別：三極管正常工作需要合適的偏置電流，場效應管正常工作時需要合適的偏置電壓;12.判別差別：三極管類型較少僅有兩種，判別上比較簡單，場效應管類型較多，判別上較為復雜，三極管在焊接過程中只要求防止溫度過高即可，沒有靜電影響問題；MOS管必須對柵極和源極放電，否則感應靜電也容易擊穿管子，在存儲、運輸時必須將柵極、源極短路；13.電容差別：三極管