1 場效應管的性能與雙極型三極管比較具有哪些特點?

答：

場效應管是另一種半導體放大器件。在場效應管中只是多子參與導電，故稱為單極型三極管;而普通三極管參與導電的，既有多數(shù)載流子，又有少數(shù)載流子，故稱為雙極型三極管。由于少數(shù)載流子的濃度易受溫度的影響，因此，在溫度穩(wěn)定性、低噪聲等方面前者優(yōu)于后者。

2.雙極型三極管是電流控制器件，通過控制基極電流到達控制輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故三極管的輸人電阻較低;場效應管是電壓控制器件，其輸出電流決定于柵源極之間的電壓，柵極基本上不取電流，因此，它的輸入電阻很高，可達10^9～10^14Ω。高輸入電阻是場效應管的突出優(yōu)點。

3.場效應管的漏極和源極可以互換，耗盡型絕緣柵管的柵極電壓可正可負，靈活性比雙極型三極管強。

4 場效應管和三極管都可以用于放大或作可控開關。但場效應管還可以作為壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作。且便于集成。在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中應用極為廣泛。

2 場效應管的伏安特性如何表示?試以N溝道結型場效應管為例，說明場效應管的輸出特性曲線與雙極型三極管的輸出特性有和區(qū)別?

答：

場效應管的伏安特性用輸出特性(又稱漏極特性)Id=f(Vds)|Vgs=常數(shù)和轉移特性Id=f(Vgs)|Vds=常數(shù)表示。它們都反映了場效應管工作的同一物理過程，轉移特性可以直接從輸出特性上用作圖法�一對應地求出。

N溝道結型場效應管的輸出特性曲線與雙極型三極管的輸出特性相比有類似之處，但有區(qū)別，詳見表 1.3.2。

3 何為場效應管的開啟電壓Vt和夾斷電壓Vp? 在圖1.3.3(a)和(b)所示場效應管的輸出特性曲線上如何確定其值?

答：

對于增強型絕緣柵型場效應管(MOSFET)，在Vgs0時不存在導電溝道，只有當Vgs達到開啟電壓V，時才有漏極電流Id。因此，在輸出特性中， Id大于或等于零(即開始出現(xiàn)Id)時所對應的Vgs值即為開啟電壓計。一般，N溝道增強型MOSFET的Vt值為正值，P溝道的Vt值為負值。

圖1.3.3(a)所示為P溝道增強型MOSFET的輸出特性曲線，由圖可知該管的開啟電壓Vt=-2V。

對于結型場效應管(JFET)和耗盡型絕緣柵型場效應管(MOSFET)，當Vgs=0時已存在導電溝道，柵源電壓Vgs等于夾斷電壓Vp時，溝道夾斷，漏極電流Id=0。一般N溝道FET的Vp值為負值，而P溝道FET的Vp值為正值。

圖1.3.3( b)所示為N溝道JFET的輸出特性曲線。根據(jù)以上分析，Id=0所對應的Vgs值為夾斷電壓，故Vp=-5V。

由于可變電阻區(qū)和飽和區(qū)的分界線是預夾斷點的軌跡，預夾斷時，Vgd=Vp。因此，在輸出特性上，用Vds的值來表示預夾斷點時，可求得：

Vds=Vdg+Vgs=Vgs-Vgd=Vgs-Vp

故由預夾斷軌跡，也可求得Vp。例如，在圖1·3.3(b)中，Vgs=OV那條曲線與預夾斷分界線交點所對應的Vds值就是-Vp，即-Vp=5V;而Vgs=-2V那條曲線與預夾斷分界線交點所對應的Vds值減去Vgs也是一Vp，可得出-Vp=Vds-Vgs=3V-(-2)V=5V。余此類推。

4 場效應管有許多類型，它們的輸出特性及轉移特性各不相同，不同類型的場效應管各極間所加電壓極性也不相同，試總結它們的規(guī)律。

答：

場效應管的種類很多，有結型FET、耗盡型MOSFET、增強型MOSFET，每一類型又有P溝道和N溝道之分。各種類型場效應管的符號和特性曲線見表1·3·4(a)。

為了保證它們工作在飽和區(qū)(即放大區(qū))起放大作用，Vgs和Vds的極性有如下規(guī)律。

1.Vds值的極性取決于導電溝道的類型

凡是N溝道，載流子是電子，欲使電子向漏極漂移運動，Vds必為正值;凡是P溝道，載流子是空穴，欲使空穴向漏極漂移運動，Vds必為負值。

2.Vgs值的極性取決于工作方式和導電溝道的類型

對于結型場效應管，要求柵源極間加反向偏置電壓。如果是N溝道，柵極為P型半導體，為使PN結反偏，要求Vgs≤0;如果是P溝道，要求Vgs≥0。

對于絕緣柵型MOSFET，如果是增強型N溝道，為了吸引電子形成N溝道，柵極必須加正電壓，即Vgs≥O。如果是耗盡型N溝道，為了排斥溝道中的電子，使溝道變窄，柵極必須加負電壓，即Vgs≤0;為了加寬溝道，吸引更多電子到襯底表面來，柵極必須加正電壓，即Vgs>O;P溝道則相反。

綜上所述，結型場效應管中。Vgs和Vds反極性;增強型MOFETS中Vgs與Vds同極性;耗盡型MOFETS中有兩種情況，視加寬還是縮減溝道而定，可以是正偏、零偏或反偏。見表l·3·4(b)。

3 Vp和Vt的正負極性取決于導電溝道類型

結型場效應管和耗盡型MOSFET存在夾斷電壓Vp，N溝道Vp為負值，P溝道為正值;增強型MOSFET存在開啟電壓Vt，N溝道Vt為正值，P溝道為負值。

5 場效應管的工作原理與普通三極管不同，那么場效應管放大電路的偏置電路有何特點?它有幾種偏置方式?

答：

場效應管偏置電路的特點是：

1.場效應管是電壓控制器件，因此，放大電路只要求建立合適的偏置電壓V(GS)，不要求偏置電流;

2.不同類型的場效應管，對偏置電壓的極性有不同要求如JFET必須是反極性偏置，即V(GS)與V(DS)極性相反，增強MOSFET的V(GS)和V(DS)必須是同極性偏置，耗盡型MOSFET的V(GS)可正偏、零偏或反偏;

3.場效應管的跨導gm都較低，對放大性能不利，因此，必須設置較高的靜態(tài)工作點。為了減小靜態(tài)工作點受溫度變化的影響，常采用穩(wěn)定工作點的電路。

基于上述特點，必須根據(jù)不同的場效應管選用不同的偏置電路。在分立元件的場效應管放大電路中，偏置電路有零偏壓、固定偏壓、自偏壓、混合偏置等形式;在集成電路平常采用不同的電流源作為偏置電路。

零偏壓電路只適于耗盡型MOSFET放大電路;固定偏壓適于所有的場效應管放大電路;自偏壓適于JFET和耗盡型MOSFET放大電路;混合偏置既包含了固定偏壓又包含了自偏壓，適于所有的場效應管放大電路。

擴展閱讀：場效應管的檢測和使用