场效晶体管(Field Effect Transistor,FET)是一种用于放大、开关、调节电子信号的半导体器件。常用于数字电子与模拟电子电路中,取代了双极性晶体管(BJT)等器件。
场效晶体管的工作原理是利用外界的电场来改变导电通道的电阻,从而改变电流的流动。其结构由粒子掺杂的半导体材料组成,主要有三个区域:栅极、漏极和源极。栅极与漏极之间通过了一个浅掺杂的通道,漏极和源极之间则为一个强掺杂区,称为漏结。
当给栅极加上电压,栅极与通道之间的电场就会改变通道的电阻,导致电流的流动受到影响。浅掺杂层的掺杂浓度、栅极所施加电压等都会影响通道电阻的大小。
相比双极晶体管,场效晶体管具有以下优点:
1.输入电阻大,耗电低,稳定性和线性好;
2.速度更快,成本更低;
3.可实现集成化、微型化、低噪声化等特性。
因此,场效晶体管被广泛应用于模拟电路、放大器、开关、振荡器、数据处理等方面,并且是现代集成电路的重要组成部分。
目前场效晶体管主要分为两类:MOSFET和JFET。
MOSFET分为MOS(Metal Oxide Semiconductor)和IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor)两种。MOSFET是应用最广泛、最常用的一种场效晶体管,它可以用于大功率调节和开关电路,也可作为微小信号放大器使用。
JFET(Junction Field Effect Transistor)是利用PN结中的空间电荷区域控制电流的场效应晶体管。它由PN结形成的直接过渡型场效晶体管,有许多种电子元器件中都得到了广泛应用。