場效應管器件開關比理解分析-KIA MOS管

場效應管器件開關比

開關比的定義：開關比是反應器件對電流的調控能力的，定義為器件開狀態電流與關狀態電流的比值。

場效應晶體管中，在源、漏電壓不變的情況下，加門壓和不加門壓時測得的源漏電流之比成為“開關電流比”。該量可以用來衡量門壓對導電溝道的控制能力。

圖像讀取開關比：如圖中所示，我們以轉移特性曲線電流最低點為器件的關閉狀態，以電流最高點(飽和狀態即電流趨向于平緩狀態)為開狀態最大電流（得到最大的開關比）。

圖中負柵壓為空穴傳導，正柵壓下為電子傳導，可以得到紅線處I開/I關為105，藍線處I開/I關為104。

場效應管簡介

場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管。主要有兩種類型：結型場效應管（junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導體場效應管（metal-oxidesemiconductor FET，簡稱MOS-FET）。

由多數載流子參與導電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。

具有輸入電阻高（10⁷～10¹⁵Ω）、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。

場效應管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，并以此命名。

由于它僅靠半導體中的多數載流子導電，又稱單極型晶體管。FET 英文為Field Effect Transistor，簡寫成FET。

工作原理：

場效應管工作原理用一句話說，就是“漏極-源極間流經溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID”。

更正確地說，ID流經通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結反偏的變化，產生耗盡層擴展變化控制的緣故。

在VGS=0的非飽和區域，表示的過渡層的擴展因為不很大，根據漏極-源極間所加VDS的電場，源極區域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動。

從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。

在過渡層由于沒有電子、空穴的自由移動，在理想狀態下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。

因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。其次，VGS向負的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。

而且VDS的電場大部分加到過渡層上，將電子拉向漂移方向的電場，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。

作用：

1.場效應管可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

2.場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

3.場效應管可以用作可變電阻。

4.場效應管可以方便地用作恒流源。

5.場效應管可以用作電子開關。

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