三極管和場(chǎng)效應(yīng)管的區(qū)別

三極管（BJT）的三個(gè)腳分別命名為：基極（B）、集電極、發(fā)射極（C）。

場(chǎng)效應(yīng)管（FET）的三個(gè)腳命名為：柵極、源極、漏極。場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）兩大類(lèi)。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。

其中集電極和源極是接地的，基極和柵極是控制極。

過(guò)去記憶這些極，總是忘記，所以問(wèn)了下兩種管的工作原理。

1.三極管，是電流驅(qū)動(dòng)，需要消耗基極電流。所以三極管的放大系數(shù)通過(guò)Ic/Ib得到，就是說(shuō)三極管的放大功能通過(guò)基極的電流實(shí)現(xiàn)的。

2.場(chǎng)效應(yīng)管，是電壓驅(qū)動(dòng)，柵極不導(dǎo)通，沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)，不消耗電流。它通過(guò)電壓使得效應(yīng)管能電子聚集起來(lái)，形成一條電子通道，然后漏極和源極被導(dǎo)通。所以，場(chǎng)效應(yīng)管是通過(guò)導(dǎo)通電子隧道，實(shí)現(xiàn)放大功能的。柵極的電壓越高，導(dǎo)通的電流越大，但同時(shí)柵極不消耗電流。

通過(guò)上面的對(duì)比，總結(jié)下場(chǎng)效應(yīng)管的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)是電流消耗相對(duì)少，導(dǎo)通速度快（只要加上電壓，就導(dǎo)通，比三極管通過(guò)形成電流導(dǎo)通的方式快）。

缺點(diǎn)是容易被靜電擊穿。

應(yīng)用場(chǎng)景

場(chǎng)效應(yīng)管一般比較貴，該技術(shù)使用在內(nèi)存上，例如EPROM，F(xiàn)LASH都是用場(chǎng)效應(yīng)管保存數(shù)據(jù)。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(N溝道JFET)工作原理：

可將N溝道JFET看作帶“人工智能開(kāi)關(guān)”的水龍頭。這就有三部分：進(jìn)水、人工智能開(kāi)關(guān)、出水，可以分別看成是JFET的 d極 、g 極、s極。

“人工”體現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的“控制”作用即vGS。JFET工作時(shí)，在柵極與源極之間需加一負(fù)電壓(vGS<0)，使柵極、溝道間的pn結(jié)反偏，柵極電流ig≈0，場(chǎng)效應(yīng)管呈現(xiàn)高達(dá)107ω以上的輸入電阻。在漏極與源極之間加一正電壓(vds>0)，使N溝道中的多數(shù)載流子(電子)在電場(chǎng)作用下由源極向漏極運(yùn)動(dòng)，形成電流iD。iD的大小受“人工開(kāi)關(guān)”vGS的控制，vGS由零往負(fù)向增大時(shí)，PN結(jié)的耗盡層將加寬，導(dǎo)電溝道變窄，vGS絕對(duì)值越大則人工開(kāi)關(guān)越接近于關(guān)上，流出的水(iD)肯定越來(lái)越小了，當(dāng)你把開(kāi)關(guān)關(guān)到一定程度的時(shí)候水就不流了。

“智能”體現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的“影響”作用，當(dāng)水龍頭兩端壓力差(vDS)越大時(shí)，則人工開(kāi)關(guān)自動(dòng)智能“生長(zhǎng)”。vDS值越大則人工開(kāi)關(guān)生長(zhǎng)越快，流水溝道越接近于關(guān)上，流出的水(iD)肯定越小了，當(dāng)人工開(kāi)關(guān)生長(zhǎng)到一定程度的時(shí)候水也就不流了。理論上，隨著vDS逐漸增加，一方面溝道電場(chǎng)強(qiáng)度加大，有利于漏極電流iD增加;另一方面，有了vDS，就在由源極經(jīng)溝道到漏極組成的N型半導(dǎo)體區(qū)域中，產(chǎn)生了一個(gè)沿溝道的電位梯度。由于N溝道的電位從源端到漏端是逐漸升高的，所以在從源端到漏端的不同位置上，漏極與溝道之間的電位差是不相等的，離源極越遠(yuǎn)，電位差越大，加到該處PN結(jié)的反向電壓也越大，耗盡層也越向N型半導(dǎo)體中心擴(kuò)展，使靠近漏極處的導(dǎo)電溝道比靠近源極要窄，導(dǎo)電溝道呈楔形。所以形象地比喻為當(dāng)水龍頭兩端壓力差(vDS)越大，則人工開(kāi)關(guān)自動(dòng)智能“生長(zhǎng)”。

當(dāng)開(kāi)關(guān)第一次相碰時(shí)，就是預(yù)夾斷狀態(tài)，預(yù)夾斷之后id趨于飽和。

當(dāng)vGS>0時(shí)，將使PN結(jié)處于正向偏置而產(chǎn)生較大的柵流，破壞了它對(duì)漏極電流iD的控制作用，即將人工開(kāi)關(guān)拔出來(lái)，在開(kāi)關(guān)處又加了一根進(jìn)水水管，對(duì)水龍頭就沒(méi)有控制作用了。

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(N溝道增強(qiáng)型MOSFET)工作原理：

可將N溝道MOSFET看作帶“人工智能開(kāi)關(guān)”的水龍頭。相對(duì)應(yīng)情況同JFET。與JFET不同的的是，MOSFET剛開(kāi)始人工開(kāi)關(guān)是關(guān)著的，水流流不出來(lái)。當(dāng)在柵源之間加vGS>0， N型感生溝道(反型層)產(chǎn)生后，人工開(kāi)關(guān)逐漸打開(kāi)，水流(iD)也就越來(lái)越大。iD的大小受“人工開(kāi)關(guān)”vGS的控制，vGS由零往正向增大時(shí)，則柵極和P型硅片相當(dāng)于以二氧化硅為介質(zhì)的平板電容器，在正的柵源電壓作用下，介質(zhì)中便產(chǎn)生了一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向P型襯底的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)排斥空穴而吸引電子，P型襯底中的少子電子被吸引到襯底表面，這些電子在柵極附近的P型硅表面便形成了一個(gè)N型薄層，即導(dǎo)通源極和漏極間的N型導(dǎo)電溝道。柵源電壓vGS越大則半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)就越強(qiáng)，吸引到P型硅表面的電子就越多，感生溝道將越厚，溝道電阻將越小。相當(dāng)于人工開(kāi)關(guān)越接近于打開(kāi)，流出的水(iD)肯定越來(lái)越多了，當(dāng)你把開(kāi)關(guān)開(kāi)到一定程度的時(shí)候水流就達(dá)到最大了。MOSFET的“智能”性與JFET原理相同，參上。

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(N溝道耗盡型MOSFET)工作原理：

基本上與N溝道JFET一樣，只是當(dāng)vGS>0時(shí)，N溝道耗盡型MOSFET由于絕緣層的存在，并不會(huì)產(chǎn)生PN結(jié)的正向電流，而是在溝道中感應(yīng)出更多的負(fù)電荷，使人工智能開(kāi)關(guān)的控制作用更明顯。
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