FET(FIELD EFFECT TRANSISTOR)中文翻译为场效应晶体管,其工作原理是利用栅极场效应来控制导电型材料内电流的流动,它是半导体器件中常用的主要晶体管之一。FET种类繁多,常见的有JFET(结型场效应晶体管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。FET具有高截止频率、低噪声系数、低失真度、输入电阻大等优点,已广泛应用于音频放大电路、射频放大电路等领域。
MOSFET的结构是由反型金属氧化物半导体材料构成的,包括源极(S)、漏极(D)和栅极(G)三个电极,其中栅极和漏极被氧化层隔离开。栅极由金属覆盖,被介质隔离。当电压施加在栅极上时,栅极金属与沟道之间的氧化物介质上形成了一个载流子通道,而沟道就连接了源级和漏极,电流就从源级流向漏极。
若把沟道上的载流子的数量看成是一个可变电容,与栅级的电势的变化成反比例关系,这就是FET的基本原理,即用电场控制电流。由于场效应管的控制电压很低,输入电阻很高,输出阻抗很低,与普通的晶体管相比有很多优点,如噪声小、工作可靠、体积小等等。
FET种类繁多,按控制电极数目分,FET可以分为单栅极FET和双栅极FET。按材料类型分,FET可以分为P型FET和N型FET。其中,P型FET的沟道为P型半导体。当栅电源为正电时,与P型沟道相接的PN结形成正向偏压,沟道就被“抵消”了。与之相对的,N型FET的沟道为N型半导体,栅电源为负电时,N型沟道内的电子就向栅极流失,控制栅极和漏极之间可以通过的电流。
FET用途广泛,它具有高输入电阻、低阈值电压和低噪声等特性,可以在高阻抗环境中适用于输入级、长射频距离发生器、控制发生器、正交振荡器、放大器等领域。FET还可以用来制造触摸屏幕、激光、面板显示器等高科技产品。
FET与BJT(Bipolar junction transistor)相比, 有以下几种优点: ①输入电阻大; ②内噪声小;③体积小;④开关速度快。 FET的缺点也是很明显的,其中包括:①单极性工作(无法操作负电压);②输出电容大;③无固有放大作用;④导通电阻和电压漂移大;⑤容易出现温度和热应力产生的漂移,其特性极其敏感。