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场效应(ying)管(guan)的个性

目前，曾经适用化的(de)全(quan)控型晶(jing)(jing)体管大(da)(da)(da)致有这么几大(da)(da)(da)类(lei)：BJT、FET、IGBT,GTO(Gatc Turn-Off Thyristor，可关(guan)断晶(jing)(jing)闸(zha)管）、1GCT (Integrated Gatc-Com-mutated Thyristor，集成门极单向(xiang)晶(jing)(jing)闸(zha)管)。IGBT、GTO、IGCT -般只(zhi)用于(yu)电流(liu)开关(guan)放大(da)(da)(da)，即大(da)(da)(da)功带领域，而(er)(er)不会(hui)用于(yu)小信号电压放大(da)(da)(da)范畴(chou)，因而(er)(er)常常将三(san)者划归功率半导(dao)体、半导(dao)体范畴(chou)。同(tong)时跨两个范畴(chou)的(de)是(shi)BJT和FET。

所谓全控(kong)(kong)型(xing)，指的(de)是仅(jin)仅(jin)依托控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)端子（基(ji)极(ji)／栅(zha)极(ji)／控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)极(ji)）的(de)信号，晶(jing)体管能(neng)够自主翻开和(he)关(guan)断，可控(kong)(kong)硅的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)极(ji)只(zhi)能(neng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)开的(de)动(dong)作，却(que)不能(neng)关(guan)闭可控(kong)(kong)硅，这(zhei)样的(de)器件称为半控(kong)(kong)型(xing)半导体器件。

GTO和IGCT固然(ran)(ran)属于(yu)全控型器(qi)件(jian)，但(dan)实(shi)(shi)践(jian)上(shang)(shang)是(shi)应(ying)用(yong)了集成(cheng)技(ji)术，集成(cheng)了若干控制电(dian)路(lu)，固然(ran)(ran)对外电(dian)路(lu)而(er)言依然(ran)(ran)是(shi)三端器(qi)件(jian)（适用(yong)的IGCT常(chang)常(chang)是(shi)一个基于(yu)印制板(ban)的电(dian)路(lu)组件(jian)），但(dan)它们的内部曾经不是(shi)单一的硅片构造。从实(shi)(shi)践(jian)应(ying)用(yong)上(shang)(shang)来说(shuo)，晶(jing)体管的导(dao)通实(shi)(shi)践(jian)上(shang)(shang)能(neng)够有两(liang)种(zhong)状(zhuang)态：放(fang)大与饱和导(dao)通，前(qian)者(zhe)用(yong)于(yu)电(dian)压放(fang)大，后者(zhe)用(yong)于(yu)电(dian)放(fang)逐大，GTO与IGCT实(shi)(shi)践(jian)上(shang)(shang)只要(yao)后者(zhe)。

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(zai)常态下，JFET是(shi)导(dao)通的，而BJT则是(shi)关(guan)(guan)闭的，就像一扇门(men)(men)，关(guan)(guan)于BJT而言，这(zhei)扇门(men)(men)是(shi)关(guan)(guan)闭的，而关(guan)(guan)于JFET，这(zhei)扇门(men)(men)是(shi)翻开(kai)(kai)的，我们所需求的控制，前者的目的是(shi)翻开(kai)(kai)，然后者是(shi)将其(qi)关(guan)(guan)闭。

在常态下(xia)，加(jia)(jia)强型MOSFET与(yu)BJT 一(yi)(yi)(yi)样都是(shi)关闭的(de)，但是(shi)状(zhuang)况并不(bu)完整相同，只需(xu)有偏置电压(ya)，BJT就会翻(fan)开(kai)，而MOSFET则(ze)至少需(xu)求(qiu)1V以上，通常是(shi)4-5V，这个电压(ya)称(cheng)为“开(kai)启(qi)阈值(zhi)电压(ya)”或者“门(men)(men)限电压(ya)”。就像一(yi)(yi)(yi)扇(shan)门(men)(men)，BJT足(zu)一(yi)(yi)(yi)扇(shan)光滑十(shi)分好的(de)门(men)(men)，只需(xu)稍稍用(yong)力，或者只需(xu)有推门(men)(men)的(de)力存在，哪(na)怕是(shi)一(yi)(yi)(yi)阵(zhen)微风，都能使门(men)(men)翻(fan)开(kai)一(yi)(yi)(yi)条缝；加(jia)(jia)强型MOSFET则(ze)是(shi)一(yi)(yi)(yi)扇(shan)装有闭门(men)(men)器的(de)门(men)(men)，推门(men)(men)的(de)力需(xu)求(qiu)到达一(yi)(yi)(yi)定的(de)水平(ping)，门(men)(men)才(cai)会开(kai)端翻(fan)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)(de)转移(yi)特性大致为(wei)抛物(wu)线，也能够描绘(hui)为(wei)漏极(ji)电流与栅极(ji)电压为(wei)平(ping)方率关(guan)系(xi)。有(you)这种转移(yi)特性的(de)(de)(de)半(ban)导体器件没有(you)三次交调噪(zao)声(sheng)，也没有(you)更(geng)高次谐波的(de)(de)(de)调制噪(zao)声(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的个性：可控的双导游(you)电特(te)性

除了串联等一些(xie)特殊应(ying)用(yong)，JFET的漏(lou)极和(he)源(yuan)极在应(ying)用(yong)上并(bing)无区别(bie)，能(neng)够(gou)互换运用(yong)，因而，JFET漏(lou)极和(he)源(yuan)极在普(pu)通应(ying)用(yong)中能(neng)够(gou)对调，电路(lu)性能(neng)并(bing)无区别(bie)。

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)饱(bao)和导通(tong)压降(jiang)不是(shi)恒定(ding)的(de)，饱(bao)和导通(tong)电(dian)阻(RDS（ON))却是(shi)一定(ding)的(de)（温度(du)相同条件(jian)下），因而VMOS的(de)饱(bao)和导通(tong)压降(jiang)取决于电(dian)路巾流(liu)过的(de)电(dian)流(liu)。

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(tu)1.3中的(de)(de)8205，饱和(he)导(dao)通电阻的(de)(de)典型值为(wei)30mΩ，TJ（结(jie)温(wen)，近(jin)似为(wei)晶体(ti)管硅片的(de)(de)温(wen)度）为(wei)100℃的(de)(de)时分，饱和(he)导(dao)通电阻为(wei)40mΩ。不(bu)(bu)难算(suan)出，手机(ji)的(de)(de)工作电流即便到达(da)0.5A（实践上(shang)普通远小于这个(ge)数(shu)值），两个(ge)电子开关的(de)(de)压(ya)降(jiang)也只要30mV，思索到温(wen)度的(de)(de)要素，也不(bu)(bu)会超越40mV。

假如采用(yong)BJT，上述压降就会到达1.4V左(zuo)右，这个(ge)数值(zhi)与8205上的(de)压降相比(bi)，是(shi)不是(shi)简直(zhi)能够疏忽？这就是(shi)图1.3要采用(yong)VMOS的(de)缘由(you)。

当然(ran)，VMOS的饱和(he)导(dao)通(tong)电阻也不总是这么小，随着电压规格的进步，这个(ge)数值会疾速上(shang)升。虽然(ran)如此，在(zai)电压规格小于(yu)200V的普通(tong)应用中，它的饱和(he)压降依然(ran)有绝对(dui)的优势。

IGBT的(de)(de)(de)饱(bao)和压降与(yu)BJT的(de)(de)(de)特性相似，普通为1.5～3V，与(yu)电压规格有(you)关(guan)，因而，在高(gao)压规格(600～1200V)的(de)(de)(de)晶体管中，IGBT有(you)优(you)势，它更大的(de)(de)(de)优(you)势是，IGBT的(de)(de)(de)电压规格目前(qian)可以(yi)做到(dao)(dao)很(hen)高(gao)，不但(dan)远远高(gao)于FET，也(ye)远远高(gao)于BJT，实用产品曾经到(dao)(dao)达了4. 3kV～6. 5kV，而适(shi)用的(de)(de)(de)VMOS，最高(gao)的(de)(de)(de)电压规格大致为lkV～l. 2kV。

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