下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（10 8 Ω～10 9 Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，在手机中，已经逐步替代三极管。
场效应管和三极管一样也有三个电极，分别叫作栅极（G）、漏极（D）和源极（S），相当于三极管的基极（B）、集电极（C）和发射极（E）。
在手机主板上，场效应管的颜色为黑色，大部分为三个引脚，也有些场效应管有3~6个引脚。场效应管的外形如图2-48所示。
图2-48 场效应管的外形
场效应管的外形与三极管的外形基本一致，很难从外形上进行区分，又加上手机贴片元件上很少标注型号，所以给初学者带来很大的困难。初学者可以通过测量或者对比原理图符号进行区分。
场效应管分为绝缘栅型场效应管（MOS管）和结型场效应管，按照沟道材料又分为N沟道和P沟道。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的，而绝缘栅型场效应管又分为N沟道耗尽型和增强型、P沟道耗尽型和增强型四大类。
绝缘栅型场效应管（MOS管）的电路符号如图2-49所示。
图2-49 场效应管的电路符号
场效应管是电压型控制元件，三极管是电流型控制元件，相对三极管来讲，场效应管更省电，随着制造工艺的发展，场效应管在手机中的应用越来越多。
以N沟道结型场效应管为例，它的结构及符号如图2-50所示。这种场效应管在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极，又在硅棒的两侧各做一个P区，形成两个PN结；在P区引出电极并连接起来，称为栅极G，这样就构成了N型沟道的场效应管。
图2-50 结型场效应管结构及符号
由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN结基本上不导电，形成了所谓的耗尽区，从图中可见，当漏极电源电压Ed一定时，如果栅极电压越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏极、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流 I d 就愈小；反之，栅极电压没有那么负，则沟道变宽， I d 变大。所以用栅极电压Eg可以控制漏极电流 I d 的变化，也就是说，场效应管是电压控制元件。
以N沟道耗尽型绝缘栅型场效应管为例，绝缘栅型场效应管是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOS场效应管。它的结构、电极及符号如图2-51所示，这种场效应管以一块P型薄硅片作为衬底，在它上面扩散两个高杂质的N型区，作为源极S和漏极D。在硅片表面覆盖一层绝缘物，然后再用金属铝引出一个电极G（栅极），由于栅极与其他电极绝缘，所以称为绝缘栅型场效应管。
图2-51 绝缘栅型场效应管的结构及符号
在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在 V GS =0时也有较大的漏极电流 I d 。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也会改变，导电沟道的宽窄随之而变，因而漏极电流 I d 随着栅极电压的变化而变化。
场效应管的工作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗尽型；当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。
在手机中，场效应管主要应用在控制电路中，一般控制负载的工作或信号的输出，由于是电压控制型器件，所有要比三极管省电。
场效应管由于其省电、节能等不可代替的优越性，在手机及便携电子产品中的使用越来越多。
场效应管可应用于放大电路，由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器；场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换，常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
在驻极体麦克风中，由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因为它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器，通常用一个场效应管作为阻抗变换和放大作用，如图2-52所示。
图2-52 驻极体麦克风电路
在手机中，利用场效应管做电子开关，比使用三极管更省电，在充电控制电路、振动马达控制电路、供电控制电路中都有使用。