場效應管和三極管的詳細比較

• 來源：hth体育官网登录 更新時間：2021-08-09 10:54:10點擊：6次

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  場效應管和三極管的詳細比較

  
  

  
  

  本文來源：ECCN中電網
  

  
  

  場效應管是在三極管的基礎上而開發出來的。三極管通過電流的大小控製輸出，輸入要消耗功率。場效應管是通過輸入電壓控製輸出，不消耗功率。場效應管和三極管的區別是電壓和電流控製，但這都是相對的。電壓控製的也需要電流，電流控製的也需要電壓，隻是相對要小而已。就其性能而言，場效應管要明顯優(you) 於(yu) 普通三極管，不管是頻率還是散熱要求，隻要電路設計合理，采用場效應管會(hui) 明顯提升整體(ti) 性能。

  
  

  

  
  

  1、三極管是雙極型管子，即管子工作時內(nei) 部由空穴和自由電子兩(liang) 種載流子參與(yu) 。場效應管是單極型管子，即管子工作時要麽(me) 隻有空穴，要麽(me) 隻有自由電子參與(yu) 導電，隻有一種載流子；

   

  2、三極管屬於(yu) 電流控製器件，有輸入電流才會(hui) 有輸出電流；場效應管屬於(yu) 電壓控製器件，沒有輸入電流也會(hui) 有輸出電流；

   

  3、三極管輸入阻抗小，場效應管輸入阻抗大；

   

  4、有些場效應管源極和漏極可以互換，三極管集電極和發射極不可以互換；

   

  5、場效應管的頻率特性不如三極管；

   

  6、場效應管的噪聲係數小，適用於(yu) 低噪聲放大器的前置級；

   

  7、如果希望信號源電流小應該選用場效應管，反之則選用三極管更為(wei) 合適。

   

  場效應管是場效應晶體(ti) 管（Field Effect Transistor，FET）的簡稱。它屬於(yu) 電壓控製型半導體(ti) 器件，具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬、受溫度和輻射影響小等優(you) 點，特別適用於(yu) 高靈敏度和低噪聲的電路，現已成為(wei) 普通晶體(ti) 管的強大競爭(zheng) 者。普通晶體(ti) 管（三極管）是一種電流控製元件，工作時，多數載流子和少數載流子都參與(yu) 運行，所以被稱為(wei) 雙極型晶體(ti) 管；而場效應管（FET）是一種電壓控製器件（改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流），工作時，隻有一種載流子參與(yu) 導電，因此它是單極型晶體(ti) 管。場效應管和三極管一樣都能實現信號的控製和放大，但由於(yu) 他們(men) 構造和工作原理截然不同，所以二者的差異很大。在某些特殊應用方麵，場效應管優(you) 於(yu) 三極管，是三極管無法替代的，三極管與(yu) 場效應管區別見下表。

   

  場效應管是電壓控製元件。而三極管是電流控製元件。在隻允許從(cong) 信號源取較少電流的情況下，應選用場效應管。而在信號源電壓較低，又允許從(cong) 信號源取較多電流的條件下，應用三極管。場效應管靠多子導電，管中運動的隻是一種極性的載流子；三極管既用多子，又利用少子。由於(yu) 多子濃度不易受外因的影響，因此在環境變化較強烈的場合，采用場效應管比較合適。場效應管的輸入電阻高，適用於(yu) 高輸入電阻的場合。場效應管的噪聲係數小，適用於(yu) 低噪聲放大器的前置級。

   

  場效應管和雙極型三極管的比較

   

  1、普通三極管參與(yu) 導電的，既有多數載流子，又有少數載流子，故稱為(wei) 雙極型三極管；而在場效應管中隻是多子參與(yu) 導電，故又稱為(wei) 單極型三極管。因少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場效應管比三極管的溫度穩定性好、抗輻射能力強、噪聲係數很小。在環境條件（溫度等）變化很大的情況下應選用場效應管。

   

  2、三極管是電流控製器件，通過控製基極電流到達控製輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故三極管的輸人電阻較低；場效應管是電壓控製器件，其輸出電流決(jue) 定於(yu) 柵源極之間的電壓，柵極基本上不取電流，因此，它的輸入電阻很高，可達109～1014Ω。高輸入電阻是場效應管的突出優(you) 點。

   

  3、場效應管的漏極和源極可以互換（某些），耗盡型絕緣柵管的柵極電壓可正可負，靈活性比三極管強。但要注意，分立的場效應管，有時已經將襯底和源極在管內(nei) 短接，源極和漏極就不能互換使用了。

   

  4、場效應管和三極管都可以用於(yu) 放大或作可控開關(guan) 。但場效應管還可以作為(wei) 壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作，具有功耗低，熱穩定性好，容易解決(jue) 散熱問題，工作電源電壓範圍寬等優(you) 點，且製作工藝簡單，易於(yu) 集成化生產(chan) ，因此在目前的大規模、超大規模集成電路中，MOS管占主要地位。

   

  5、MOS管具有很低的級間反饋電容，一般為(wei) 5—10pF，而三極管的集電結電容一般為(wei) 20pF左右。

   

  6、場效應管組成的放大電路的電壓放大係數要小於(yu) 三極管組成放大電路的電壓放大係數。

   

  7、由於(yu) MOS觀的柵源極之間的絕緣層很薄，極間電容很小，而柵源極之間電阻又很大，帶電物體(ti) 靠近柵極時，柵極上感應少量電荷產(chan) 生很高的電壓，就很難放掉，以至於(yu) 柵源極之間的絕緣層擊穿，造成  性損壞。因此管子存放時，應使柵極與(yu) 源極短接，避免柵極懸空。尤其是焊接MOS管時，電烙鐵外殼要良好接地。

  
  

  

  
  

  8、BJT是利用小電流的變化控製大電流的變化；JFET是利用PN結反向電壓對耗盡層厚度的控製，來改變導電溝道的寬窄，從(cong) 而控製漏極電流的大小；MOSEFET是利用柵源電壓的大小，來改變半導體(ti) 表麵感生電荷的多少，從(cong) 而控製漏極電流的大小。

   

  9、場效應管的噪聲係數很小，在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應管。

   

  10、三極管導通電阻大，場效應管導通電阻小，隻有幾百毫歐姆，在現在的用電器件上，一般都用場效應管做開關(guan) 來用，他的效率是比較高的。

   

  11、場效應管G極必須有一個(ge) 對地的放電電阻，不然上電就燒，而三極管基極不需要

   

  12、場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。

   

  一般說來，雙極性三極管不能直接代替MOS管，這是因為(wei) 它們(men) 的控製特性不一MOS管是電壓控製的器件，而雙極性三極管是電流控製的器件。場效應管的控製電路是電壓型的，雙極性三極管不能直接代換場效應管的，原驅動MOS管的電路由於(yu) 驅動電流太小，不足於(yu) 驅動雙極性三極。要想用原電路驅動雙極性三極管，必須要在雙極性三極管之前加裝電流放大裝置。基於(yu) 這個(ge) 思想，在雙極性三極管之前加裝電流放大器，把電壓驅動改為(wei) 了電流驅動，即可代換成功。

   

  場效應管的作用

   

  1、場效應管可應用於(yu) 放大。由於(yu) 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。常用於(yu) 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(guan) 。

   

  場效應管的分類

   

  1、結型場效應管（JFET）因有兩(liang) 個(ge) PN結而得名；

   

  2、絕緣柵型場效應管（JGFET，也叫金屬-氧化物-半導體(ti) 場效應管MOSFET）則因柵極與(yu) 其它電極完全絕緣而得名。

   

  3、根據導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態,加上正確的VGS後,多數載流子被吸引到柵極,從(cong) 而“增強”了該區域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉向截止。

   

  三極管（BJT）和場效應管（FET）是在放大、開關(guan) 電路中應用非常普遍的電子元件，  初發明的是三極管，以其優(you) 異的性能迅速代替了電子管，但後來在應用中三極管暴露出一些先天不足--結構上問題所導致的缺陷，在這種形勢下迫切要求製造一種能夠克服三極管缺陷的晶體(ti) 管，於(yu) 是場效應管就應用而生了。

   

  FET的  大特點就是輸入阻抗極高，這是三極管無法比擬的，然而它的出現並沒有像晶體(ti) 管淘汰電子管一樣而完全取代三極管，它也不是  的，在有些方麵不如三極管，因此不能籠統的說誰好誰不好，由於(yu) 它是在三極管的基礎上研製而成的，所以它許多方麵和三極管有相似的地方，二者珠聯璧合應用廣泛。今天通過對比我們(men) 全麵認識三極管和場效應管，以便更好的利用它們(men) 。

   

  1.電極區別：三極管有基極b、發射極e、集電極c三個(ge) 電極，場效應管也有G極、源極S、漏極D三個(ge) 電極，它們(men) 二者有對應關(guan) 係，電極的作用相似，即基極-柵極都是控製極，發射極對應源極，集電極對應漏極，都是被控電極；

   

  2.控製類型：三極管是電流控製型器件，也就是通過基極電流的變化控製集電極電流的變化；場效應管屬於(yu) 電壓控製型器件，也就是通過柵極電壓的變化來控製源漏極電流大小；二者的工作原理是不同的，三極管是通過基極電流來控製集電極電流大小的，而場效應管是通過柵壓改變導電溝道的寬度來控製電流的變化；

   

  3.阻抗差別：三極管輸入阻抗較低，在幾百歐姆-幾千歐姆之間，基極電流較大，輸出電阻較高，對前級電路影響較大，阻抗不匹配時幾乎不能工作；場效應管的輸入阻抗極高，達到兆歐以上，MOS管更高，柵極幾乎沒有電流，對前級電路影響較小，和三極管一樣輸出電阻也較高；

   

  4.載流子差別：三極管有兩(liang) 種載流子參加導電，即少子與(yu) 多子，屬於(yu) 雙極性器件；場效應管隻有一種載流子參加導電，屬於(yu) 單極性器件；

   

  5.穩定性差別：三極管由於(yu) 少子也參與(yu) 了導電，而少子容易受到溫度的影響，熱穩定性較差，故其噪聲高，且製造複雜；場效應管由於(yu) 其由多子導電，熱穩定性較好，故噪聲小；製造工藝簡單，容易集成、功耗低、體(ti) 積小、安全工作區域廣；大規模、超大規模集成電路均大多由場效應管製作；6.分類差別：晶體(ti) 管按結構分PNP和NPN型兩(liang) 種；而場效應管種類就多了，按導電溝道分n型和p型，按原理結構分結型場效應管JFET和絕緣柵場效應管MOSFET，mos管又分增強型、耗盡型兩(liang) 種；

   

  7.特性曲線差別：三極管特性曲線分截止區、放大區、飽和區、擊穿區；場效應管分截止區、放大區、可變電阻區、擊穿區，二者有對應關(guan) 係；在特性曲線上均有輸入、輸出特性曲線；從(cong) 電路分析計算，場效應管較三極管簡單；三極管的轉移特性（IC-Vbe）是按指數規律變化，場效應管的轉移特性是按平方規律變化，因此場效應管的非線性失真比三極管大；

   

  8.放大能力：表征三極管放大能力的重要參數是電流放大倍數β，場效應管用跨導表示gm，其值較小，放大能力差，電壓放大倍數小於(yu) 三極管電路；

   

  9.靈活性差別：三極管的發射極、集電極不能互換，否則β極低，不能正常工作，而場效應管對於(yu) 一些特定條件的（襯底沒有和源極連著一起），源極和漏極是可以互換的。耗盡型的場效應管的柵極電壓可正可負，靈活性高；

   

  10.接法差別：三極管有三種接法：共射、共基、共集，場效應管也有三種接法：共源、共柵、共漏接法；二者對應；相位關(guan) 係一致；

   

  11.偏置差別：三極管正常工作需要合適的偏置電流，場效應管正常工作時需要合適的偏置電壓;12.判別差別：三極管類型較少僅(jin) 有兩(liang) 種，判別上比較簡單，場效應管類型較多，判別上較為(wei) 複雜，三極管在焊接過程中隻要求防止溫度過高即可，沒有靜電影響問題；MOS管必須對柵極和源極放電，否則感應靜電也容易擊穿管子，在存儲(chu) 、運輸時必須將柵極、源極短路；

   

  13.電容差別：三極管極間電容較大，MOS管極間電容較低；。三極管耦合電容較大，場效應管輸入電阻極高，耦合電容較小；

   

  14.其它差別：三極管和場效應管都可以作為(wei) 可變電阻、開關(guan) 器件；三極管的功耗較高，但較便宜；在隻允許從(cong) 信號源取較少（高輸出阻抗）電流的情況下，選用場效應管，達到阻抗匹配目的，適用於(yu) 低噪高輸入電阻的前置電路；在信號電壓較低，允許取用電流的情況下，選用三極管。作為(wei) 開關(guan) 管，場效應管的效率較高，多用在大電流、高速開關(guan) 電源上；在環境溫度變化較大的場合應使用場效應管。

  
  

  
  

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