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场效应管(guan)的个(ge)性

目(mu)前，曾经适用化的全控型晶(jing)体(ti)管(guan)大(da)(da)致有这么几大(da)(da)类：BJT、FET、IGBT,GTO(Gatc Turn-Off Thyristor，可(ke)关断晶(jing)闸(zha)(zha)管(guan)）、1GCT (Integrated Gatc-Com-mutated Thyristor，集成(cheng)门(men)极单向晶(jing)闸(zha)(zha)管(guan))。IGBT、GTO、IGCT -般只用于电流(liu)开(kai)关放(fang)大(da)(da)，即(ji)大(da)(da)功(gong)带领域，而不(bu)会用于小信号电压放(fang)大(da)(da)范(fan)畴，因而常常将三者划归功(gong)率(lv)半导(dao)体(ti)、半导(dao)体(ti)范(fan)畴。同时跨两个范(fan)畴的是BJT和FET。

所谓全控型，指(zhi)的(de)是仅(jin)仅(jin)依(yi)托控制(zhi)端子（基(ji)极／栅极／控制(zhi)极）的(de)信号，晶体(ti)管(guan)能够自(zi)主(zhu)翻开和关(guan)断，可(ke)控硅的(de)控制(zhi)极只能控制(zhi)开的(de)动作，却不能关(guan)闭(bi)可(ke)控硅，这样(yang)的(de)器件(jian)称为半控型半导体(ti)器件(jian)。

GTO和(he)IGCT固然(ran)属于(yu)(yu)全控(kong)型器件(jian)(jian)，但实(shi)践(jian)(jian)上是(shi)应(ying)用了集成技术，集成了若(ruo)干控(kong)制(zhi)电(dian)路(lu)，固然(ran)对外电(dian)路(lu)而言依然(ran)是(shi)三端器件(jian)(jian)（适用的(de)IGCT常(chang)常(chang)是(shi)一个基于(yu)(yu)印制(zhi)板的(de)电(dian)路(lu)组件(jian)(jian)），但它们的(de)内部(bu)曾经不是(shi)单一的(de)硅片构造。从实(shi)践(jian)(jian)应(ying)用上来说，晶体管的(de)导(dao)通(tong)实(shi)践(jian)(jian)上能够有两(liang)种状态：放大与饱和(he)导(dao)通(tong)，前者用于(yu)(yu)电(dian)压(ya)放大，后(hou)者用于(yu)(yu)电(dian)放逐大，GTO与IGCT实(shi)践(jian)(jian)上只要后(hou)者。

从这个意义上来说，比拟地道的全控型半导体器件实践上只要BJT、FET、IGBT。基于这些理由，本节以BJT、FET、IGBT为例来看一下FET的典型特征（个性）。

1．FET是压控型器件
这一点IGBT与之相同。 BJT的基极需求电压和电流才干使BJT导通，简单地说，BJT的控制需求一定的功率。FET的栅极只需求一个控制电压即可，控制功率能够疏忽。当然，由于结电容的存在，高频应用时，压控型器件依然要耗费一定的控制功率，在这一点上，BJT也是一样的，只不过结电容耗费的功率与基极所需求的驱动功率相比，常常是能够疏忽的。

2．偏置特性有些不同：常开与常闭
在常态下，JFET是导通(tong)的(de)，而BJT则是关(guan)(guan)闭的(de)，就像一扇门(men)，关(guan)(guan)于BJT而言，这(zhei)扇门(men)是关(guan)(guan)闭的(de)，而关(guan)(guan)于JFET，这(zhei)扇门(men)是翻(fan)开的(de)，我们(men)所需求的(de)控制，前者的(de)目的(de)是翻(fan)开，然后者是将其(qi)关(guan)(guan)闭。

在(zai)常态下，加强(qiang)型MOSFET与(yu)BJT 一(yi)样都是(shi)关闭的(de)，但(dan)是(shi)状况并不完整相同(tong)，只需有(you)偏置电(dian)(dian)压(ya)(ya)，BJT就(jiu)会翻开(kai)，而MOSFET则至少需求(qiu)1V以(yi)上，通(tong)常是(shi)4-5V，这个电(dian)(dian)压(ya)(ya)称为“开(kai)启阈值电(dian)(dian)压(ya)(ya)”或者“门(men)(men)(men)限电(dian)(dian)压(ya)(ya)”。就(jiu)像一(yi)扇门(men)(men)(men)，BJT足(zu)一(yi)扇光滑十分(fen)好的(de)门(men)(men)(men)，只需稍稍用力，或者只需有(you)推(tui)门(men)(men)(men)的(de)力存在(zai)，哪怕是(shi)一(yi)阵微风，都能使门(men)(men)(men)翻开(kai)一(yi)条缝；加强(qiang)型MOSFET则是(shi)一(yi)扇装有(you)闭门(men)(men)(men)器的(de)门(men)(men)(men)，推(tui)门(men)(men)(men)的(de)力需求(qiu)到达一(yi)定的(de)水平，门(men)(men)(men)才会开(kai)端翻开(kai)。

3．呈抛物线关系的转移特性
所谓转移特性，大致是指存饱和导通条件下的输入信号对输出信号的控制特性，即控制信号变化时，输出信号的变化规律。详细到FET，是指漏极电流与栅极电压的关系。
FET的(de)(de)转移特(te)性大(da)致为(wei)(wei)抛物线，也能够描绘(hui)为(wei)(wei)漏极电流与栅极电压为(wei)(wei)平方率关系。有(you)这种转移特(te)性的(de)(de)半导体器件没(mei)有(you)三次交(jiao)调(diao)噪声(sheng)(sheng)，也没(mei)有(you)更高次谐波(bo)的(de)(de)调(diao)制噪声(sheng)(sheng)。

所谓交调噪声，也叫交扰调制噪声，是指两个不同频率的信号在同一器件中相互调制而产生的一种噪声。交扰调制和调制噪声是混频器尽可能要防止的，因而高级的收音头会采用FET器件做混频器件，常见的有双栅极的MOSFET。

4．JFET的(de)个(ge)性：可控的(de)双导游电特(te)性

除(chu)了(le)串联等一些特殊应(ying)用(yong)，JFET的漏极(ji)和源(yuan)极(ji)在应(ying)用(yong)上并无区(qu)别，能(neng)够(gou)互(hu)换(huan)运用(yong)，因(yin)而，JFET漏极(ji)和源(yuan)极(ji)在普(pu)通应(ying)用(yong)中能(neng)够(gou)对调，电(dian)路性(xing)能(neng)并无区(qu)别。

基于这个原理，将D、S对调，图1.1中的电路方式能够演化出另外两种。也正是由于这个缘由，有些电路符号会将JFET的栅极画在正中的位置而不是偏下的位置，以表示漏极和源极的外部功用是相同的。5．VMOS的个性：可变的饱和导通压降，不变的饱和导通电阻BJT的饱和导通压降简直是恒定的，关于硅管而言，大致为0.7V，关于锗管而言，为o．3V左右，由于锗管的温度特性不佳，因而硅管愈加常用。

MOSFET的(de)(de)饱(bao)(bao)和(he)(he)导(dao)通压(ya)(ya)降不是(shi)恒定的(de)(de)，饱(bao)(bao)和(he)(he)导(dao)通电(dian)(dian)阻(RDS（ON))却是(shi)一定的(de)(de)（温度相同条件下），因而VMOS的(de)(de)饱(bao)(bao)和(he)(he)导(dao)通压(ya)(ya)降取(qu)决于电(dian)(dian)路(lu)巾流过的(de)(de)电(dian)(dian)流。

VMOS的饱和导通电阻主要和电压规格（俗称“耐压”）有关，电压规格越高，饱和导通电阻越大。低电压规格的VMOS的饱和导电阻普通在mΩ级。

如(ru)图1.3中的(de)8205，饱和(he)导通(tong)电(dian)(dian)(dian)阻的(de)典型值为30mΩ，TJ（结温，近(jin)似(si)为晶体(ti)管硅片的(de)温度）为100℃的(de)时分，饱和(he)导通(tong)电(dian)(dian)(dian)阻为40mΩ。不(bu)(bu)难(nan)算出，手(shou)机的(de)工作电(dian)(dian)(dian)流即便到(dao)达0.5A（实(shi)践(jian)上普(pu)通(tong)远(yuan)小于这个数值），两个电(dian)(dian)(dian)子开关的(de)压降也只要(yao)30mV，思索到(dao)温度的(de)要(yao)素，也不(bu)(bu)会(hui)超(chao)越40mV。

假如(ru)采(cai)用BJT，上述压降就(jiu)会到达1.4V左右(you)，这个(ge)数(shu)值与8205上的压降相比(bi)，是(shi)不是(shi)简(jian)直能(neng)够疏(shu)忽？这就(jiu)是(shi)图1.3要采(cai)用VMOS的缘由(you)。

当(dang)然，VMOS的(de)饱(bao)和导通电阻也不总是这(zhei)么小，随(sui)着电压规格(ge)的(de)进步，这(zhei)个(ge)数值会疾速上升。虽然如此(ci)，在电压规格(ge)小于200V的(de)普通应(ying)用中，它的(de)饱(bao)和压降依(yi)然有(you)绝(jue)对(dui)的(de)优势。

IGBT的(de)(de)(de)(de)(de)饱(bao)和压(ya)降与BJT的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性相似，普通为1.5～3V，与电(dian)(dian)压(ya)规(gui)格有(you)关，因而，在高(gao)压(ya)规(gui)格(600～1200V)的(de)(de)(de)(de)(de)晶体管中，IGBT有(you)优势，它更大的(de)(de)(de)(de)(de)优势是，IGBT的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)压(ya)规(gui)格目前可以做到很高(gao)，不但远(yuan)远(yuan)高(gao)于FET，也远(yuan)远(yuan)高(gao)于BJT，实用产品(pin)曾经到达了4. 3kV～6. 5kV，而适用的(de)(de)(de)(de)(de)VMOS，最高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)压(ya)规(gui)格大致为lkV～l. 2kV。

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