场效应管,英文名为Field Effect Transistor, 简称FET。 它是一种非常重要的半导体元件,具有放大和切换作用,广泛应用于电子电路中。
场效应管由金属-氧化物-半导体结构构成,其核心在于利用电场调制半导体中导电性质的原理。 在没有电场的情况下,半导体中的载流子是均匀分布的。而当在接近金属/半导体界面的地方加上偏置电压时,金属板上建立了一个与之相反的电势,使得半导体中的载流子向金属板方向倾斜,导致放大效应。
在场效应管中,控制电极的沟道有导体,与介质隔开,因此不需要引入控制电流,而是通过沟道中施加电场来控制沟道的导电性质,从而控制电流的流动。
场效应管广泛应用于放大电路中,用于信号放大及缓冲。在这种电路中,场效应管具有高输入阻抗,低噪声系数,低扭曲度和大电压增益等优点。在放大电路中,场效应管可以控制电流的增益比,从而增强信号以达到放大作用,它也可以与其他电子元件和器件一起构成更为强大的电子电路。
例如,单管放大电路、多管放大电路和复合放大电路等均可以应用场效应管。通过控制场效应管的输入电压,我们可以精确地控制电路的增益,从而调整输出电压的幅度和波形。
场效应管不仅可以用于放大电路,还可以应用于开关电路中,如开关逆变器、开关稳压器、开关稳流源等。在开关电路中,场效应管可以切换电流,控制电子设备的开关状态,其中,场效应管的开启和关闭时间非常短,可以实现快速切换。
同时,场效应管在开关电路中的应用使得设备的能耗更低。在工业领域中,我们经常看到大量使用场效应管的变频器。在这种电路中,场效应管可以调整电机的频率和转速,从而减小了电机的能耗,达到节能的目的。
随着现代电子技术的发展,场效应管在数字电路中的应用也越来越广泛,特别是在逻辑器件中的应用。
例如,场效应管可以被用于实现比较器和多路选择器,这些电路可以用于诸如计算机、传感器和数字信号处理等领域。此外,现在广泛应用的数字集成电路,包括微处理器和数字信号处理器等,其核心部件中也大量采用场效应管。
总之,场效应管因其优越的性能和多种应用,被广泛地应用于各种电子电路中。不论是放大、开关还是数字电路,场效应管都可以为其提供重要的支持和实现。