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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.1 结型场效应管
§ 3.2 绝缘栅场效应管
§ 3.3 场效应管的主要参数、
特点及使用注意事项
第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.1 结型场效应管
学习目标,1.熟悉场效应管的结构、分类
2.了解场效应管的的工作原
理、主要参数和应用
学习重点,1,MOSFET管的结构特点
2.结型场效应三极管的特性曲线
§ 3.1 结型场效应管
一,结型场效应管的结构（以 N沟为例）
两个 PN结夹着一个 N型沟道。
三个电极：
g：栅极
d：漏极
s：源极
-
-
- p
+
+p
d漏极
源极 s
栅极 g
N
-
-
-
g
s
d
N沟道
-
-
-
g
d
s
P沟道
符号,
N
GG
g
+
s
d
p
V
p +
§ 3.1 结型场效应管
二、结型场效应管的工作原理
1.栅源电压对沟道的控制作用
夹断电压 UP—— 使导电沟道完全合
拢（消失）所需要的栅源电压 uGS。
在栅源间加负电压 uGS,令 uDS =0
① 当 uGS=0时，导电沟道最宽。
②当 │ uGS│↑ 时，沟道电阻增大。
③当 │ uGS│↑ 到一定值时,沟道会
完全合拢。
§ 3.1 结型场效应管
2,漏源电压对沟道的控制作用
在漏源间加电压 uDS,令 uGS =0
① 当 uDS=0时,iD=0。
② uDS↑→ iD ↑→ 沟道变窄
③ 当 uDS ↑,使 uGD=uGS-uDS=UP时，预
夹断。
④ uDS再 ↑,预夹断点下移 。
s
i
d
g
V
d
DD
p+ p+
预夹断前,uDS↑→ iD ↑ 。
预夹断后,iDS↑→ iD 几乎不变。
§ 3.1 结型场效应管
三,结型场效应三极管的特性曲线
1,输出特性曲线,iD=f（ uDS ） │ uGS=常数
s
g
V
d
DD
d
i
GG
V
p+ p+
u
= -3V
DS
GS
u
GS
= -1V
u
u
u
GS
(mA)
= -2V
D
i
GS
= 0V
uGS=0V
uGS=-1V
§ 3.1 结型场效应管
输出特性曲线分为四个区：
（ a）可变电阻区（预夹断前 )
△ iD = gm △ uGS
（放大原理）
（ b）恒流区（预夹断后 )
（ c）夹断区（截止区）
（ d）击穿区
u
= -3V
DS
GS
u
GS
= -1V
u
u
u
GS
(mA)
= -2V
D
i
GS
= 0V
可变电阻
区
恒流区
击穿区
截止区
§ 3.1 结型场效应管
2.转移特性曲线,iD=f（ uGS ） │ uDS=常数
例：作 uDS=10V的一条转移特性曲线。
u
u
GS = 0 V
u
0
u
(mA)
1
u
= -3 V
D
-3 -1
3
10V
DS
2
(mA)
GS(V)
2
1
-4
4
i
u
= -1 V
D
-2
GS
GS
GS
4
i
(V)
3
= -2 V
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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.2 绝缘栅场效应管
学习目标,1.熟悉 N沟道增强型 MOS管的结
构和符号、工作原理
2.了解 N沟道耗尽型 MOSFET的特点
学习重点,绝缘栅场效应管 的结构特点
§ 3.2绝缘栅场效应管
绝缘栅型场效应管 MOSFET。分为：
增强型 ? N沟道,P沟道
耗尽型 ? N沟道,P沟道
一,N沟道增强型 MOS管
1.结构
4个电极：漏极 D，
源极 S，栅极 G和衬底 B
-
-
-
-
g
s
d
b
-
-
-
-
N
+ +
N
P 衬底
s g d
b
源极 栅极 漏极
衬底① 栅源电压 u
GS的控制作用
2.工作原理
当 uGS=0V时，管子截止。
§ 3.2绝缘栅场效应管
再增加 uGS→ 纵向电场 ↑→ 将 P区少
子电子聚集到 P区表面 → 形成导电沟道，
如果此时加有漏源电压，就可以形成
漏极电流 id。
-
-
-
s
二氧化硅
P 衬底
g
DD
V
+
N
d
+
b
N
V
GG
i
d
开启电压（ UT） —— 刚刚产生沟道所
需的栅源电压 UGS。
特性：
uGS ＜ UT，管子截止，
uGS ＞ UT，管子导通。
uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压 uDS作用下，
漏极电流 ID越大。
当 uGS＞ 0V时 → 纵向电场 → 将靠近栅
极下方的空穴向下排斥 → 耗尽层。
§ 3.2绝缘栅场效应管
② 转移特性曲线,iD=f(uGS)?uDS=const
可根据输出特性曲线作出移特性曲线。
例：作 uDS=10V的一条转移特性曲线：
i
(mA)D
GS = 6 V
u
u
= 5 VGS
= 4 V
u
GS
u
= 3 VGS
u
DS (V)
D
i
(mA)
10V
1
2
3
4
1
4
3
2
(V)
u
GS
2 4 6
UT
§ 3.2绝缘栅场效应管
一个重要参数 —— 跨导 gm：
gm=?iD/?uGS? uDS=const (单位 mS)
gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。
1
(mA)
DS
u
= 6 V
= 3 V
u
u
GS (V)
1
D
6
2
4
i
4
3
= 5 V
(mA)
2
4
3
i
D
GS
2
10V
(V)
△ u GS
i△
D
GS
u△
i△
D
§ 3.2绝缘栅场效应管
二,N沟道耗尽型 MOSFET
特点：
当 uGS=0时，就有沟道，加
入 uDS，就有 iD。
当 uGS＞ 0时，沟道增宽,iD
进一步增加 。
当 uGS＜ 0时，沟道变窄,iD
减小。
夹断电压（ UP） —— 沟道刚刚消失所需的栅源电压 uGS
-
-
-
-
g 漏极s
+
N
衬底
P 衬底
源极 d栅极
b
N
+
+++ +
+
+
+
+
+ + +
-
-
- -
s
b
g
d
§ 3.2绝缘栅场效应管
三,P沟道耗尽型 MOSFET
P沟道 MOSFET的工作原理与 N沟道 MOSFET完全相同，只不
过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三
极管有 NPN型和 PNP型一样。
四,MOS管的主要参数
（ 1）开启电压 UT
（ 2）夹断电压 UP
（ 3）跨导 gm, gm=?iD/?uGS? uDS=const
（ 4）直流输入电阻 RGS —— 栅源间的等效电阻。由于 MOS管
栅源间有 sio2绝缘层，输入电阻可达 109～ 1015。
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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.3 场效应管的主要参数、
特点及使用注意事项
学习目标,1.熟悉 场效应管的主要参数及特点
2.熟悉 FET和 BJT的性能差异及 FET的
使用方法
学习重点,1,FET和 BJT的性能差异及 FET
的使用方法
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
1,开启电压 UT
栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。
2.夹断电压 UP
当 uGS=UP时,漏极电流为零。
3.饱和漏极电流 IDSS
当 uGS=0时所对应的漏极电流。
4.输入电阻 RGS
结型场效应管,RGS大于 107Ω MOS场效应管, RGS可达 109～ 1015Ω 。
5.低频跨导 gm
反映了栅压对漏极电流的控制作用。
一、场效应管的主要参数
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
双极型三极管 单极型场效应管
载流子 多子扩散少子漂移 少子漂移
输入量 电流输入 电压输入
控制 电流控制电流源 电压控制电流源
输入电阻 几十到几千欧 几兆欧以上
噪声 较大 较小
静电影响 不受静电影响 易受静电影响
制造工艺 不宜大规模集成 适宜大规模和超大
规模集成
二、双极型和场效应型三极管的比较
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
1.保存 MOS管应使三个电极短接, 避免栅极悬空 。
2,场效应晶体管,4个管脚, 漏极与源极可互换使用 。
3个 管脚, 漏极与源极不能互换 。
3.在使用场效应管时, 要注意漏源电压, 漏源电流及耗散功率
等, 不要超过规定的最大允许值 。
三,FET使用注意事项
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第 3章 场效应与基本放大电路
小 结
1,FET分为 JFET和 MOSFET两种，工作时只有一种载流子参与导电，
因此称为单极性型晶体管。 FET是一种压控电流型器件，改变其栅源
电压就可以改变其漏极电流。
2.场效应管具有输入电阻高、噪音小、功耗低等特点，常用的
有结型场效应管和绝缘栅极场效应管两种。场效应管是一种电压控制
元件，而三极管是一种电流控制元件。场效应管按其导电沟道分为 N
型沟道和 P型沟道两种；他们所加的电源电压极性相反；绝缘场效应
管按其导电沟道的形成，有耗尽型和增强型两种。
第 3章 场效应与基本放大电路
思考题
1.场效应管的结构、分类、工作原理。
2.场效应管的特性曲线、参数。
3.场效应管的特点、使用注意事项。
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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.1 结型场效应管
§ 3.2 绝缘栅场效应管
§ 3.3 场效应管的主要参数、
特点及使用注意事项
第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.1 结型场效应管
学习目标,1.熟悉场效应管的结构、分类
2.了解场效应管的的工作原
理、主要参数和应用
学习重点,1,MOSFET管的结构特点
2.结型场效应三极管的特性曲线
§ 3.1 结型场效应管
一,结型场效应管的结构（以 N沟为例）
两个 PN结夹着一个 N型沟道。
三个电极：
g：栅极
d：漏极
s：源极
-
-
- p
+
+p
d漏极
源极 s
栅极 g
N
-
-
-
g
s
d
N沟道
-
-
-
g
d
s
P沟道
符号,
N
GG
g
+
s
d
p
V
p +
§ 3.1 结型场效应管
二、结型场效应管的工作原理
1.栅源电压对沟道的控制作用
夹断电压 UP—— 使导电沟道完全合
拢（消失）所需要的栅源电压 uGS。
在栅源间加负电压 uGS,令 uDS =0
① 当 uGS=0时，导电沟道最宽。
②当 │ uGS│↑ 时，沟道电阻增大。
③当 │ uGS│↑ 到一定值时,沟道会
完全合拢。
§ 3.1 结型场效应管
2,漏源电压对沟道的控制作用
在漏源间加电压 uDS,令 uGS =0
① 当 uDS=0时,iD=0。
② uDS↑→ iD ↑→ 沟道变窄
③ 当 uDS ↑,使 uGD=uGS-uDS=UP时，预
夹断。
④ uDS再 ↑,预夹断点下移 。
s
i
d
g
V
d
DD
p+ p+
预夹断前,uDS↑→ iD ↑ 。
预夹断后,iDS↑→ iD 几乎不变。
§ 3.1 结型场效应管
三,结型场效应三极管的特性曲线
1,输出特性曲线,iD=f（ uDS ） │ uGS=常数
s
g
V
d
DD
d
i
GG
V
p+ p+
u
= -3V
DS
GS
u
GS
= -1V
u
u
u
GS
(mA)
= -2V
D
i
GS
= 0V
uGS=0V
uGS=-1V
§ 3.1 结型场效应管
输出特性曲线分为四个区：
（ a）可变电阻区（预夹断前 )
△ iD = gm △ uGS
（放大原理）
（ b）恒流区（预夹断后 )
（ c）夹断区（截止区）
（ d）击穿区
u
= -3V
DS
GS
u
GS
= -1V
u
u
u
GS
(mA)
= -2V
D
i
GS
= 0V
可变电阻
区
恒流区
击穿区
截止区
§ 3.1 结型场效应管
2.转移特性曲线,iD=f（ uGS ） │ uDS=常数
例：作 uDS=10V的一条转移特性曲线。
u
u
GS = 0 V
u
0
u
(mA)
1
u
= -3 V
D
-3 -1
3
10V
DS
2
(mA)
GS(V)
2
1
-4
4
i
u
= -1 V
D
-2
GS
GS
GS
4
i
(V)
3
= -2 V
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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.2 绝缘栅场效应管
学习目标,1.熟悉 N沟道增强型 MOS管的结
构和符号、工作原理
2.了解 N沟道耗尽型 MOSFET的特点
学习重点,绝缘栅场效应管 的结构特点
§ 3.2绝缘栅场效应管
绝缘栅型场效应管 MOSFET。分为：
增强型 ? N沟道,P沟道
耗尽型 ? N沟道,P沟道
一,N沟道增强型 MOS管
1.结构
4个电极：漏极 D，
源极 S，栅极 G和衬底 B
-
-
-
-
g
s
d
b
-
-
-
-
N
+ +
N
P 衬底
s g d
b
源极 栅极 漏极
衬底① 栅源电压 u
GS的控制作用
2.工作原理
当 uGS=0V时，管子截止。
§ 3.2绝缘栅场效应管
再增加 uGS→ 纵向电场 ↑→ 将 P区少
子电子聚集到 P区表面 → 形成导电沟道，
如果此时加有漏源电压，就可以形成
漏极电流 id。
-
-
-
s
二氧化硅
P 衬底
g
DD
V
+
N
d
+
b
N
V
GG
i
d
开启电压（ UT） —— 刚刚产生沟道所
需的栅源电压 UGS。
特性：
uGS ＜ UT，管子截止，
uGS ＞ UT，管子导通。
uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压 uDS作用下，
漏极电流 ID越大。
当 uGS＞ 0V时 → 纵向电场 → 将靠近栅
极下方的空穴向下排斥 → 耗尽层。
§ 3.2绝缘栅场效应管
② 转移特性曲线,iD=f(uGS)?uDS=const
可根据输出特性曲线作出移特性曲线。
例：作 uDS=10V的一条转移特性曲线：
i
(mA)D
GS = 6 V
u
u
= 5 VGS
= 4 V
u
GS
u
= 3 VGS
u
DS (V)
D
i
(mA)
10V
1
2
3
4
1
4
3
2
(V)
u
GS
2 4 6
UT
§ 3.2绝缘栅场效应管
一个重要参数 —— 跨导 gm：
gm=?iD/?uGS? uDS=const (单位 mS)
gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。
1
(mA)
DS
u
= 6 V
= 3 V
u
u
GS (V)
1
D
6
2
4
i
4
3
= 5 V
(mA)
2
4
3
i
D
GS
2
10V
(V)
△ u GS
i△
D
GS
u△
i△
D
§ 3.2绝缘栅场效应管
二,N沟道耗尽型 MOSFET
特点：
当 uGS=0时，就有沟道，加
入 uDS，就有 iD。
当 uGS＞ 0时，沟道增宽,iD
进一步增加 。
当 uGS＜ 0时，沟道变窄,iD
减小。
夹断电压（ UP） —— 沟道刚刚消失所需的栅源电压 uGS
-
-
-
-
g 漏极s
+
N
衬底
P 衬底
源极 d栅极
b
N
+
+++ +
+
+
+
+
+ + +
-
-
- -
s
b
g
d
§ 3.2绝缘栅场效应管
三,P沟道耗尽型 MOSFET
P沟道 MOSFET的工作原理与 N沟道 MOSFET完全相同，只不
过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三
极管有 NPN型和 PNP型一样。
四,MOS管的主要参数
（ 1）开启电压 UT
（ 2）夹断电压 UP
（ 3）跨导 gm, gm=?iD/?uGS? uDS=const
（ 4）直流输入电阻 RGS —— 栅源间的等效电阻。由于 MOS管
栅源间有 sio2绝缘层，输入电阻可达 109～ 1015。
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第 3章 场效应与基本放大电路
§ 3.3 场效应管的主要参数、
特点及使用注意事项
学习目标,1.熟悉 场效应管的主要参数及特点
2.熟悉 FET和 BJT的性能差异及 FET的
使用方法
学习重点,1,FET和 BJT的性能差异及 FET
的使用方法
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
1,开启电压 UT
栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。
2.夹断电压 UP
当 uGS=UP时,漏极电流为零。
3.饱和漏极电流 IDSS
当 uGS=0时所对应的漏极电流。
4.输入电阻 RGS
结型场效应管,RGS大于 107Ω MOS场效应管, RGS可达 109～ 1015Ω 。
5.低频跨导 gm
反映了栅压对漏极电流的控制作用。
一、场效应管的主要参数
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
双极型三极管 单极型场效应管
载流子 多子扩散少子漂移 少子漂移
输入量 电流输入 电压输入
控制 电流控制电流源 电压控制电流源
输入电阻 几十到几千欧 几兆欧以上
噪声 较大 较小
静电影响 不受静电影响 易受静电影响
制造工艺 不宜大规模集成 适宜大规模和超大
规模集成
二、双极型和场效应型三极管的比较
§ 3.3 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项
1.保存 MOS管应使三个电极短接, 避免栅极悬空 。
2,场效应晶体管,4个管脚, 漏极与源极可互换使用 。
3个 管脚, 漏极与源极不能互换 。
3.在使用场效应管时, 要注意漏源电压, 漏源电流及耗散功率
等, 不要超过规定的最大允许值 。
三,FET使用注意事项
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第 3章 场效应与基本放大电路
小 结
1,FET分为 JFET和 MOSFET两种，工作时只有一种载流子参与导电，
因此称为单极性型晶体管。 FET是一种压控电流型器件，改变其栅源
电压就可以改变其漏极电流。
2.场效应管具有输入电阻高、噪音小、功耗低等特点，常用的
有结型场效应管和绝缘栅极场效应管两种。场效应管是一种电压控制
元件，而三极管是一种电流控制元件。场效应管按其导电沟道分为 N
型沟道和 P型沟道两种；他们所加的电源电压极性相反；绝缘场效应
管按其导电沟道的形成，有耗尽型和增强型两种。
第 3章 场效应与基本放大电路
思考题
1.场效应管的结构、分类、工作原理。
2.场效应管的特性曲线、参数。
3.场效应管的特点、使用注意事项。
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