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日期：2010-05-29 13:33:16 来源：本站整理

场效应管和双极型晶体管的比较和选择

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现在是ＩＣ的全盛时代！
        我们身边有各种各样的电器，例如电视、ＶＴＲ、ＣＤ组合式收录机、计算机等，打开这些电器的机壳就会发现内部几乎全是ＩＣ，已经很难找到晶体管或ＦＥＴ等分立的放大器件了。在计算机的主机板上，甚至连电阻都很难见到。
        电子电路的这种ＩＣ化方向当然是工程技术人员所向往的，因为它能够在有限的空间内很方便地满足使用者所要求的解决各种难题的功能，而且更廉价。
        当然，目前的现状也不是完全不再使用晶体管、ＦＥＴ等分立的半导体器件。在一些最先进的大功率／大电流电路、低噪声放大电路、高频电路等电子电路中除ＩＣ外仍然还使用着多种分立器件。
        可以说目前的电子电路中，ＩＣ通常应用于一般电路中，而分立的晶体管和ＦＥＴ应用于追求高性能的最先进的电路中。
        也不完全拘泥于这种区分。在我们身边当然还有考虑到晶体管和ＦＥＴ的特点，通过与ＩＣ的组合而应用的实例，这样往往能够组成更有趣的电路，性能相同而更廉价的电路。下面首先分析使用ＩＣ、晶体管、ＦＥＴ的电路的优缺点，然后分别讨论使用的问题。

１．１．１使用ＩＣ的优缺点
　　
１．电子电路中使用ＩＣ的优点
（１）可以减少部件数目。ＩＣ是将一个电路原封不动地封装在一个管壳中。因此，使用ＩＣ可以减少构成电路的部件数目。将电路集成化并封装起来，使得电路整体变小了。
（２）缩短了设计时间。将具有严格的常数设定的电路ＩＣ化，能够缩短设计时间。如果所有电路都集成化，那么“电路设计”就变成了选择ＩＣ的工作。
（３）降低了成本。通过将标准的电路集成化批量生产，能够降低ＩＣ自身的价格，从而使电路整体的成本下降。

２．使用ＩＣ的缺点
（１）只能在一定程度上满足其性能要求。为了使通常的ＩＣ具有更广泛的应用，需要将一定程度上标准化的电路集成化。因此，使用ＩＣ时，在性能上必然会有一定的妥协。所以说，使用ＩＣ的电路并不能得到非常完美的性能。
（２）不能够变更内部电路。这是显而易见的事情。已经制成的电路以及管脚配置是不能够变更的。但是在数字ＩＣ领域，使用者在一定程度上具有变更内部电路管或脚配置的自由，例如ＰＬＤ（ＰｒｏｒａｍｍａｂｌｅＬｏgｉｃＤｅｖｉｃｅ，可编程逻辑器件）。在将来，模拟ＩＣ中也会具有这种功能。

１．１．２使用晶体管和ＦＥＴ的优缺点

１．电子电路中使用晶体管和ＦＥＴ的优点
（１）能够实现高性能。ＩＣ内部的半导体器件由于受制造条件的制约，其性能往往低于分立器件。因此设计者使用分立器件能够制作出比ＩＣ性能更优良的电路。
（２）什么样的电路都能够制作。晶体管和ＦＥＴ是放大单元、开关单元的最小单位，所以具有制作任何电路的可能性。

２．使用晶体管和ＦＥＴ的缺点
（１）增加了部件数目。如果一个电路使用２～３个ＩＣ就能够制成，那么使用分立器件时需要的部件数目将会增加到２０～３０个。
（２）设计周期长。由于必须选择和确定电路所需要的所有元器件及其数值，所以花费的时间长。
（３）成本高。不能说所有情况下的成本都高，但是大多数情况下，由于使用的分立器件多，整体上成本（也考虑到制造成本）提高了。

１．１．３灵活使用ＩＣ以及晶体管、ＦＥＴ

        图１．１分别示出了ＩＣ的ＯＰ放大器和用分立半导体器件构成的ＯＰ放大器。ＩＣ是一个小的电路块，而用分立半导体器件组成的同样功能的电路则成为有一定规模的电路。所以，对于性能没有很高要求的电路来说应该使用ＩＣ。但是，当通用的ＯＰ放大器不能实现电路性能要求时怎么办？
        首先应该考虑使用比通用器件性能更高的ＯＰ放大器。但是高性能ＯＰ放大器的价格高，而且往往难以获得。
        因此应该考虑采用通用ＩＣ与晶体管、ＦＥＴ等分立半导体器件组合使用的方法，这种方法的成本不是很高，却能够实现电路的高性能。这样做可以充分发挥ＩＣ和分立器件各自的优点。
        图１．２就是将ＯＰ放大器与分立半导体器件组合使用的例子。
        图１．２（ａ）的电路是在ＯＰ放大器的输出端追加了射极跟随器，增大输出电流。与ＩＣ相比，双极型晶管能够处理大电流，所以当要求改善ＩＣ的输出特性时经常使用它。

图１．１　两种方法构成的ＯＰ放大器

图１．２　利用ＩＣ与ＦＥＴ、晶体管组合的方法提高性能的示意图

        图１．２（ｂ）是在ＯＰ放大器ＩＣ的输入端插入源极跟随器，输入电流非常小的电路（也有用ＦＥＴ输入的ＯＰ放大器ＩＣ，使用分立的ＦＥＴ器件，对改善噪声特性特别有利）。由于ＦＥＴ器件本身的输入阻抗高，所以当希望改善ＩＣ的输入特性时经常采用这种电路。

１．１．４灵活使用技术

        不仅是上面所说的纯粹的模拟电路，在数字电路以及开关电路中也采用类似的方法。
        图１．３是用数字电路ＩＣ的输出驱动负载的开关电路中使用晶体管、ＦＥＴ的例子。也有这种开关电路的专用ＩＣ，不过使用晶体管或ＦＥＴ有时更加合理。

图１．３　在开关电路中的应用例

巧妙地将ＩＣ与晶体管、ＦＥＴ灵活组合使用是非常有趣的工作。ＩＣ的灵活使用并不困难，对于晶体管和ＦＥＴ分立器件来说，它的熟练使用需要一定的支持（也就是技术）。
熟练掌握晶体管和ＦＥＴ的技术并不是那样困难。电路设计方面只要抓住“怎样工作”这样的概念，剩下的就是进行简单的四则运算。

１．２．１自己设计ＩＣ
　　
        使用ＩＣ具有绝对的价格优势。但是，使用市售的ＩＣ难以制作出独具特色的电路。使用分立半导体器件，能够作出性能优良的电路，但是在价格方面不具有竞争力。技术人员的气质就是要通过自己的努力制作出具有竞争力的ＩＣ。
        事物总是在不断发展的。如果说在十多年前只有为数不多的高级技术人员能够胜任ＩＣ的开发与设计工作的话，而现在对于ＡＳＩＣ（ＡｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｃｉｆｉｃＩＣ，专用集成电路）来说，至少有约１０００多个单位在进行自行制作ＩＣ的工作。
        以前必须采用大型的计算机作为ＩＣ设计的设备，几年前开始采用工作站，最近发展到在个人电脑上就能够进行这项工作。这是ＩＣ设计成本降低的原因之一。
        在个人电脑上，使用ＩＣ制造厂商提供的器件、程序库（晶体管、ＦＥＴ等器件的模型），就能够进行电路的工作模拟。照片１．３就是在电脑上工作的电路模拟器Ｐｓｉｃｅ的一个画面。
        自己也能够制作ＩＣ。这对于电路技术工作者来说，出人意料地进入了一个新时代。但是能够使用ＩＣ不等于能够制作出ＩＣ；获得好的模拟器也不等于能够作出ＩＣ。即使在今天，ＩＣ的内部仍然还是晶体管和ＦＥＴ。
        所以，不论怎样，重要的是能够设计晶体管电路、ＦＥＴ电路。

　

照片１．３　电路模拟器Ｐｓｉｃｅ的画面例（输入电路图）

１．２．２模拟电路今后也将采用（ＣＭＯＳ）ＦＥＴ器件

        如果将目光投向ＩＣ世界，就会发现最近被称为ＣＭＯＳＩＣ的器件多起来了。以前的ＩＣ———ＴＴＬ或普通的ＯＰ放大器等叫做双极ＩＣ。它的内部是双极晶体管的集合体。但是，最近在数字ＩＣ中，ＴＴＬ不断地被ＣＭＯＳ数字ＩＣ———ＭＯＳ晶体管的集合体所替代。
        众所周知，ＣＭＯＳＩＣ的特点是低功耗。发展到规模大的ＩＣ———ＬＳＩ，由于消耗功率的缘故人们不得不采用ＣＭＯＳ，这一点已经成为现实。同时，面对模拟电路与数字电路一体化ＬＳＩ的发展趋势，人们也很自然地趋向于使用ＣＭＯＳ构成模拟电路。
        当然ＣＭＯＳ是ＦＥＴ的同类。如图１．４所示它是Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ与Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ的组合。目前，ＣＭＯＳ模拟电路已经不再是难以获得的器件。这是因为已经能够利用ＦＥＴ有条不紊地设计模拟电路，从而解决了大部分问题。

图１．４　ＩＣ世界中ＣＭＯＳ成为主要器件

ＦＥＴ器件中还有利用ＩＣ化技术开发出的功率ＭＯＳＦＥＴ。这种器件作为不易损坏的大功率开关器件受到人们的关注。
所以晶体管、ＦＥＴ的灵活运用日益成为非常重要的技术。在下面的章节中将观测ＦＥＴ和晶体管的实际工作波形，并说明它的工作过程。

ＦＥＴ是ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ的缩写，称为场效应晶体管。它是晶体管的一种。通常所说的晶体管是指双极晶体管。

ＦＥＴ与双极晶体管相对应，有时也叫做单极晶体管。如照片２．１所示，ＦＥＴ的外形与双极晶体管几乎相同。

照片２．１　各种ＦＥＴ（ＦＥＴ的外观与双极晶体管几乎相同。近来，在从小信号到大功率，
从低频到高频的各种类型的器件中得到了广泛应用。外形大的是功率ＭＯＳ）

虽然同样是晶体管，但是双极晶体管与ＦＥＴ的工作原理却完全不同。ＦＥＴ具有双极晶体管所不具备的优点，也有自身的缺点。将难以理解的问题留到后面，现在先从ＦＥＴ的工作原理开始分析。

２．１放大电路的波形

２．１．１３倍放大器

图２．１是一个实验电路。整个电路与双极晶体管的发射极接地放大电路相当，只是用ＦＥＴ替换了晶体管。

图２．２是使用双极晶体管的发射极接地放大电路。可以看出两个电路中的电路常数不太相同，图２．１的电路是将图２．２电路中的双极晶体管用ＦＥＴ置换的电路。

图２．１　ＦＥＴ的实验放大电路（单管ＦＥＴ源极接地放大电路，可以认为是发射极接地放大电路中的晶体管被ＦＥＴ置换）

图２．２　使用双极晶体管的发射极接地放大电路（发射极接地放大电路是双极晶体管最基本的放大电路）

与双极晶体管一样，ＦＥＴ也有三个极，即栅极（Ｇａｔｅ）、源极（Ｓｏｕｒｃｅ）和漏极（Ｄｒａｉｎ）。如果与双极晶体管的各极相对比，如图２．３所示，栅极对应于基极，源极对应于发射极，漏极对应于集电极。

所以，与双极晶体管发射极接地放大电路相对应，图２．１的电路称为源极接地放大电路（ＣｏｍｍｏｎＳｏｕｒｃｅＡｍｌｉｆｉｅｒ）。

照片２．２是装配在普通印刷电路板上的图２．１电路的照片。照片２．３是给它输入１ｋＨｚ、１Ｖ（峰峰）正弦波时的输出波形。输出约为３Ｖ，所以这个放大电路的放大倍数（电压增益）ｖ是３（＝３Ｖ／１Ｖ）。

输入输出的相位关系也与使用双极晶体管的发射极接地放大电路的情况相同，输出与输入间相位相差１８０°（波形反转）。

图２．３　ＦＥＴ与双极晶体管的各电极（ＦＥＴ与双极晶体管的工作原理完全不同，但是各极间的对应关系可以帮助理解ＦＥＴ的工作原理）

　　
照片２．２　ＦＥＴ的实验放大电路（使用小信号Ｎ沟面结型ＦＥＴ。看起来与晶体管放大电路相同）

照片２．３输入电压ｉ与输出电压ｏ的波形（０．５Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（ｉ为１Ｖ，ｏ为３Ｖ，所以是３倍放大器。周期是１ｍｓ，所以频率是１ｋＨｚ，ｉ与ｏ相位相反）

２．１．２栅极上加偏压

照片２．４是输入信号ｉ与ＦＥＴ的栅极电位的波形。

的交流成分就是能够通过耦合电容１的输入信号ｉ。的直流成分是由１与２形成的１．７Ｖ电压。这个电压加在ＦＥＴ的栅极上，叫做栅偏压。与双极晶体管相同，ＦＥＴ也需要在栅极上加直流偏压。

照片２．４输入电压ｉ与栅极电压的波形（１Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（的交流成分是ｉ通过１的成分，直流成分是由１与２形成的偏压电压）

２．１．３栅极源极间电压为０．４Ｖ

照片２．５是栅极电位与源极电位ｓ的波形。与ｓ都是交流振幅，相位完全相同。如照片２．４所示，和ｉ的交流波形完全相同，所以源极电位s与输入信号ｉ也具有完全相同的交流波形。

照片２．５栅极电位与源极电位ｓ的波形（１Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（与ｓ的交流成分完全相同，直流电位相差０．４Ｖ。这是ＦＥＴ电路最重要的一点）

可以看出ＦＥＴ的源极接地放大电路与双极晶体管的发射极接地放大电路相同，从源极取出的信号完全没有电压放大作用（电压增益为）。

但是当信号加到栅极，从源极取出信号时，却有电流放大作用。这个电路与双极晶体管的射极跟随器相当，所以称为源极跟随器。

关于源极跟随器将在第４章详细讨论。

照片２．５中示出了ＦＥＴ电路设计中的一个重要问题，就是栅极电位与源极电位ｓ间的电位差。

如照片２．４所示，的直流电位是１．７Ｖ，ｓ的直流电位是２．１Ｖ，比高０．４Ｖ。就是说，在图２．１的电路中，ＦＥＴ栅极与源极之间的电压ＧＳ为０．４Ｖ。源极电位压比栅极电位高（后面将要讲到并不是所有的ＦＥＴ都是０．４Ｖ）。

如图２．４所示，双极晶体管基极与发射极间相当于接入一个二极管，晶体管在放大工作时基极发射极间电压ＢＥ为０．６～０．７Ｖ。而且对于ＮＰＮ晶体管来说，发射极电位比基极低。

图２．４ＢＥ与ＧＳ
（晶体管的ＢＥ是０．６～０．７Ｖ，发射极电位比基极低。图１电路中ＧＳ是０．４Ｖ，源极电位比栅极高）

这就是双极晶体管电路与ＦＥＴ电路工作上最重要的不同点。

２．１．４ＦＥＴ是电压控制器件

双极晶体管是由基极电流控制集电极与发射极之间电流流动的器件，是由电流控制输出的，所以叫做电流控制器件；ＦＥＴ是由栅极上所加的电压控制漏极与源极之间电流流动的器件，是由电压控制输出的，所以称为电压控制器件。

ＦＥＴ的栅极上没有电流流过（实际上，只有极小的电流流过，比双极晶体管基极电流小得多）。因此在图２．１的电路中，认为漏极电流
ｄ与源极电流ｓ的大小完全相等。

如果换一种理解方法，可以认为图２．１的电路是将如图２．５所示的输入信号ｉ的电压变化量Δｉ（这时为±０．５Ｖ）作为漏极的电流变化量Δｄ（这时为±０．２５ｍＡ）输出的可变电流源。

图２．５将电压的变化变为电流的变化
（换一种理解方法，源极接地放大电路的ＦＥＴ是由输入电压ｉ控制的可变电流源）

２．１．５输出是源极电流的变化部分

照片２．６是源极电位ｓ与漏极电位ｄ的波形。这样看到的栅极电位、源极电位ｓ与输入信号ｉ的波形是相同的。像照片２．６那样，ＦＥＴ的漏极上看到的是被放大了的ｉ的波形，但是，ｄ的波形与ｉ的波形相位相反。

ＦＥＴ的源极所连接的电阻是源极电阻Ｓ。如照片２．５所示，ｓ的振幅为２．１±０．５Ｖ，所以流过Ｓ的电流在以１．０５ｍＡ为中心的±０．２５ｍＡ范围变化（（２．１±０．５）／２ｋΩ＝１．０５±０．２５ｍＡ）。所有从ＦＥＴ
的源极流出的电流都流过Ｓ，所以源极电流ｓ为１．０５±０．２５ｍＡ。

这个电流变化量Δ ｄ通过漏极与电源间连接的电阻——— 漏极负载电阻Ｄ以电阻上产生的电压降的形式呈现出来，因此输出电压再次返回为电压变化量Δ ｄ的形式，从漏极取出。

照片２．６源极电位ｓ与漏极电位ｄ的波形（２Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（ｓ与输入信号ｉ的波形相同，ｄ是放大后的波形。但是，相位是相反的）

２．１．６漏极的相位相反

Ｄ连接在漏极与电源之间，所以这里产生的电压降是以电源为基准的。因此，当输入电压ｉ增加，漏极电流也增加时，Ｄ上的电压降相对于电源也变大，漏极相对于地的电位ｄ（Ｄ与漏极的接点电位）减少。

相反，如果ｉ减少时漏极电流也减少，Ｄ上的电压降变小，ｄ相对于ＧＮＤ增加。因此，相对于ｉ，ｄ的相位是反相的 —— 相位变化１８０°。

由照片２．５和照片２．６可以看出，对于ＦＥＴ源极接地放大电路来说，各极间呈现出的信号的相位关系是栅极源极间同相（相位差为零
），栅极漏极间以及源极漏极间反相。

但是，需要注意的是这只是源极接地时的相位关系，对于后面将要讲到的栅极接地放大电路来说，情况是不同的。这里的情况与双极晶体管发射极接地放大电路相同。照片２．７是漏极电位ｄ与输出电压ｏ的波形。耦合电容２隔断了ｄ的直流成分，取出的输出仅是以０Ｖ为中心摆动的交流成分。

照片２．７漏极电位ｄ与输出电压ｏ的波形（５Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（由于ｄ的直流成分被耦合电容隔断，所以取出的输出仅是以０Ｖ为中心摆动的交流成分）

２．１．７与双极晶体管电路的差别

前面看到的ＦＥＴ的源极接地放大电路是不是与双极晶体管的发射极放大电路完全相同？

实际上几乎是完全相同的，只有一点差别，这就是双极晶体管的基极发射极间电压ＢＥ与ＦＥＴ的栅极源极间电压ＧＳ在电压、极性上有差别。

这一点对于ＦＥＴ电路是非常重要的。只有搞清楚ＧＳ究竟有多大，才能够方便地像使用双极晶体管那样使用ＦＥＴ。

下面将结合ＦＥＴ的工作原理，说明这个ＧＳ的大小。

２．２ＦＥＴ的工作原理

２．２．１ＪＦＥＴ与ＭＯＳＦＥＴ

双极晶体管只有ＮＰＮ和ＰＮＰ两种类型，ＦＥＴ的分类则稍微复杂。

如图２．６所示，ＦＥＴ按照结构可以分为结型ＦＥＴ（ＪＦＥＴ：ＪｕｎｃｔｉｏｎＦＥＴ）和绝缘栅ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ：ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦＥＴ）。

按照电学特性，ＭＯＳＦＥＴ又可以分为耗尽型（ｄｅｌｅｔｉｏｎ）与增强型（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）两类。它们又可以进一步分为Ｎ沟型（与双极晶体管的ＮＰＮ型相当）和Ｐ沟型（与双极晶体管的ＰＮＰ型相当）。

从实际ＦＥＴ的型号中完全看不出ＪＦＥＴ与ＭＯＳＦＥＴ、耗尽型与增强型的区别。仅仅是Ｎ沟器件为２ＳＫ×××（也有双栅的３ＳＫ×××），Ｐ沟器件为２ＳＪ×××，以区别Ｎ沟和Ｐ沟器件。

图２．６ＦＥＴ的种类
（ＦＥＴ分为ＪＦＥＴ和ＭＯＳＦＥＴ。ＭＯＳＦＥＴ按照电学特性又分为耗尽型和增强型，它们各自又有Ｎ沟型和Ｐ沟型）

２．２．２ＦＥＴ的结构

图２．７是ＦＥＴ简单的的结构示意图（Ｐ沟ＦＥＴ是Ｐ型半导体部分与Ｎ型半导体部分互换）。

图２．７ＦＥＴ的结构
（ＪＦＥＴ工作时栅极与沟道间的二极管处于截止状态，所以几乎没有电流流过栅极。ＭＯＳＦＥＴ的栅极与沟道间有绝缘膜，电流的流动更困难）

如图２．８所示，双极晶体管的基极发射极间以及基极集电极间分别是两个ＰＮ结，就是说存在着二极管。ＪＦＥＴ的栅极与沟道（把输出电路流过漏极源极间的部分称为沟道）间有ＰＮ结，所以认为存在着二极管（由于有ＰＮ结，所以称为结型ＦＥＴ）。

图２．８晶体管的ＰＮ结
（晶体管有两个ＰＮ结。可以把ＰＮ结看作是二极管，晶体管可以认为是基极发射极间以及基极集电极间各有一个二极管）

双极晶体管的基极发射极间的二极管总是工作在导通状态，而ＪＦＥＴ的栅极沟道间的二极管工作在截止状态。

因此ＦＥＴ的栅极沟道间流过的电流很小，只相当于二极管的反向漏电流，所以器件本身的输入阻抗比双极晶体管高得多（约１０８～１０１２Ω）。

ＭＯＳＦＥＴ的栅极是由金属构成的，它与半导体沟道之间有一层绝缘膜，形成三层结构。所谓ＭＯＳ，就是因为实际的结构是由金属（Ｍ）、绝缘膜（如氧化膜，Ｏ）和半导体（Ｓ）组成。

ＭＯＳＦＥＴ的特点是栅极与沟道间有绝缘膜，栅极与沟道是绝缘的，所以流过栅极的电流比ＪＦＥＴ还要小很多。因此，输入阻抗也比ＪＦＥＴ高得多（约１０１２～１０１４Ω）。

２．２．３ＦＥＴ的电路符号

图２．９是各种ＦＥＴ的电路符号。晶体管电路符号中的箭头表示电流流动的方向，而ＦＥＴ的箭头不代表电流的方向，仅仅表示极性（从图２．７看出它表示ＰＮ结的极性）。

图２．９ＦＥＴ的电路符号
（晶体管的电路符号中的箭头表示电流流动的方向，而ＦＥＴ的箭头不表示电流的方向，仅仅表示极性）

ＪＦＥＴ在结构和电路符号上都没有标记出漏极与源极的区别，这就是说它们没有区别。

一般来说ＪＦＥＴ的漏极与源极间即使相互调换也能够正常工作。图２．９的电路中使用的ＦＥＴ实际上就是ＪＦＥＴ。这个电路中，即使将源极与漏极互换对于器件的工作以及性能没有任何影响。

之所以与晶体管不同，是因为ＪＦＥＴ的源极与漏极之间没有ＰＮ结，是由同一导电类型的半导体（Ｎ沟器件是Ｎ型，Ｐ沟器件是Ｐ型）制作的。

但是，制造高频应用的ＪＦＥＴ器件时源极与漏极的形状有物理性的变化，两个ＦＥＴ串联连接（称为级联）时，漏极与源极有区别，如果调换就无法工作。

ＭＯＳＦＥＴ的漏极与源极的结构和符号都有区别。因此，就不能将漏极与源极调换工作。

２．２．４ＪＦＥＴ的传输特性

ＦＥＴ是通过栅极上所加的电压控制漏极源极间电流的电压控制器件。

描述ＦＥＴ性质最常用的方法是叫做传输特性的曲线，它表示漏极电流Ｄ与栅极源极间电压ＧＳ的关系。

图２．１０是ＪＦＥＴ的传输特性。

图２．１０ＦＥＴ的传输特性
（把Ｄ关于ＧＳ的曲线称为传输特性，是ＦＥＴ最重要的性质。ｍ相当于晶体管的ＦＥ）

当栅极源极间电压ＧＳ为０Ｖ时ＪＦＥＴ的漏极电流Ｄ最大。这时的漏极电流叫做漏极饱和电流ＤＳＳ。

ＪＦＥＴ的ＤＳＳ是漏极源极间所能够流过的最大电流。除非ＦＥＴ损坏，否则不会有超过ＤＳＳ的漏极电流。所以，ＪＦＥＴ具有限制电流的作用。

一般的ＦＥＴ中，ＤＳＳ为１ｍＡ至数十ｍＡ（实际上可以流过比ＤＳＳ稍大一些的电流）。

我们分析图２．１０（ａ）所示的Ｎ沟ＪＦＥＴ的曲线。ＧＳ从０Ｖ向负方向增大时Ｄ减小，最终变为零，这时的ＧＳ叫做夹断电压。当ＧＳ在负方向比更大时，Ｎ沟ＪＦＥＴ处于截止状态。

把ＧＳ在负电压范围时Ｄ的流动称为耗尽特性。

Ｐ沟ＪＦＥＴ的Ｄ、ＧＳ、ＤＳＳ、的极性与Ｎ沟情况相反。

２．２．５放大倍数是跨导ｍ

双极晶体管是以流过的基极电流Ｂ控制集电极电流Ｃ，所以Ｂ与Ｃ之比———

直流电流放大系数ＦＥ就成为器件的重要特性。

对于ＦＥＴ，如图２．１０所示，是通过改变栅极源极间电压ＧＳ控制漏极电流D的，所以ＧＳ与Ｄ之比就成为器件的重要特性。把这个比值称为跨导ｍ（也叫做正向传输导纳ｆｓ），用下式表示：

（２．１）

式中，Δ ＧＳ为ＧＳ的变化量，Δ Ｄ为Ｄ的变化量。

图２．１０的传输特性中曲线的斜率相当于ｍ，它的单位是电流与电压之比，即Ｓ（西［门子］）。

ｍ意味着当输入电压（ＧＳ）变化时输出电流（Ｄ）会有多大的变化，可以认为是器件本身电流对电压的增益。在使用ＦＥＴ的放大电路中，ｍ愈大则电路的增益愈大，具有能够减小输出阻抗的优点。

但是，ｍ大的ＦＥＴ存在着输入电容大因而高频特性差，流过栅极的漏电流大（输入阻抗低）等缺点。

２．２．６实际器件的跨导

图２．１１是图２．１电路中使用的Ｎ沟ＪＦＥＴ２ＳＫ１８４（东芝）的传输特性。图中的多根曲线说明器件特性存在分散性。

图２．１１２ＳＫ１８４的传输特性（即使同一型号的ＦＥＴ，ＤＳＳ的分散性也会很大。因此，Ｄ为１ｍＡ时的ＧＳ会在－０．７～－０．１Ｖ范围变动。但是不论什么样的双极晶体管，它们的ＢＥ都在０．６～０．７Ｖ之间）

实际的ＦＥＴ的漏极饱和电流ＤＳＳ具有较大的分散性。由于ＤＳＳ的原因，使得Ｄ为零时的电压———夹断电压也有变化。

双极晶体管的特性是按直流电流放大系数值ＦＥ分档次的。但是对于ＦＥＴ不是按跨导ｍ而是按ＤＳＳ区分档次。

ｍ与ＤＳＳ之间有关系，ＤＳＳ愈大，ｍ也愈大（如果是同型号的ＦＥＴ，ＤＳＳ愈大，传输特性曲线的斜率愈大，因而ｍ也大）。

表２．１是２ＳＫ１８４的ＤＳＳ各档次。东芝器件的ＤＳＳ、ＦＥ的档次是用Ｙ（黄）、Ｒ（红）等颜色标记的。有的公司是用罗马字母标记的。

表２．１　２ＳＫ１８４的ＤＳＳ分档（ＪＦＥＴ的ＤＳＳ的分散性大，因此按照ＤＳＳ的值进行分档）

　　
图２．１的电路中，Ｄ约为１ｍＡ，由图２．１１看出，由于电路中使用的ＦＥＴ的ＤＳＳ值存在分散性，ＧＳ在－０．７～－０．１Ｖ的范围内变动。

照片２．８是图２．１电路中使用的２ＳＫ１８４的栅极电位与源极电位Ｓ的波形（设定输入信号ｉ为１ｋＨｚ，０．５Ｖ）。

照片２．８２ＳＫ１８４的与ｓ的波形
（０．５Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）（使用２ＳＫ１８４的图２．１的电路中，ＧＳ———与ｓ的直流成分之差为－０．４Ｖ）

由于ＧＳ是与ｓ的直流成分之差，从照片看出这里使用的２ＳＫ１８４的ＧＳ为－０．４Ｖ（以源极电位为基准，所以是负值）。因此，从图２．１１中Ｄ为１ｍＡ的线与ＧＳ＝－０．４Ｖ的线的交叉点可以看出这里使用的２ＳＫ１８４的ＤＳＳ约为６．５ｍＡ。

实际上设计电路时的情况与此相反，从所使用ＦＥＴ的ＤＳＳ档次找到ＤＳＳ，从传输特特性曲线确定电路工作点的ＧＳ值。

２．２．７ＭＯＳＦＥＴ的传输特性

图２．１２是ＭＯＳＦＥＴ的传输特性。ＭＯＳＦＥＴ器件中除有与ＪＦＥＴ相同的耗尽特性外，还有增强特性。

对于Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ，增强特性是指当ＧＳ不在正的电压范围时就没有Ｄ流过（Ｐ沟时ＧＳ的极性相反）。

ＭＯＳＦＥＴ的耗尽特性与ＪＦＥＴ的耗尽特性稍有不同，对于Ｎ沟器件即使ＧＳ为正，Ｄ仍持续流动（Ｐ沟情况下即使ＧＳ为负，Ｄ仍持续流动）。耗尽型ＭＯＳＦＥＴ的ＤＳＳ不是漏极源极间所流过的最大电流，只是ＧＳ＝０Ｖ时的漏极电流Ｄ值。

图２．１２ＭＯＳＦＥＴ的传输特性
（ＭＯＳＦＥＴ有耗尽型和增强型两种特性。耗尽型与ＪＦＥＴ不同，即使越过ＧＳ＝０Ｖ，Ｄ仍继续流动）

耗尽型ＭＯＳＦＥＴ由于ＧＳ＝０Ｖ时仍有Ｄ流过（所谓ＮｏｒｍａｌｌＯＮ器件），所以很难应用在开关电路或者功率放大电路中。但是，它的优点是在高频放大电路中容易构成偏置电路，所以高频放大用的ＭＯＳＦＥＴ几乎都是耗尽型的。

对于ＧＳ＝０Ｖ时Ｄ为零的增强型ＭＯＳＦＥＴ（所谓ＮｏｒｍａｌｌＯＦＦ器件），如果把ＢＥ当成ＧＳ，就可以采用与晶体管相同的偏置方法，所以可以与晶体管相互置换使用。

目前，应用于开关、调节器的开关器件或电动机驱动电路等功率放大电路的ＭＯＳＦＥＴ（所谓的功率ＭＯＳ）几乎都是增强型器件。ＪＦＥＴ能限制ＤＳＳ以上的漏极电流，具有电流限制作用。但是ＭＯＳＦＥＴ，不论是耗尽型还是增强型，ＧＳ愈大漏极电流愈大，所以没有电流限制作用。

２．２．８ＭＯＳＦＥＴ的跨导

ＭＯＳＦＥＴ的跨导ｍ与ＪＦＥＴ相同，是传输函数曲线的斜率，即ΔＧＳ与Δ Ｄ之比。图２．１３是高频放大用Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ２ＳＫ２４１（东芝）的传输特性。这个ＦＥＴ是耗尽型器件，ＧＳ在负电压区时有电流流出，即使ＧＳ越过０Ｖ，Ｄ仍然相应地继续增加。多根曲线表明ＤＳＳ的分散性。

图２．１３２ＳＫ２４１的传输特性
（２ＳＫ２４１是用于高频放大的Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ。传输特性是耗尽型，Ｄ从ＧＳ负的区域流出）

图２．１４是开关用Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ２ＳＫ６１２（ＮＥＣ）的传输特性。这种ＦＥＴ是增强型器件，可以看出如果ＧＳ不是在正电压区，就没有Ｄ流出。

图２．１４２ＳＫ６１２的传输特性
（２ＳＫ６１２是用于开关的Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ。传输特性是增强型，当ＧＳ不在正的区域时没有Ｄ流出）

这里我们稍微分析一下用这两种ＭＯＳＦＥＴ器件２ＳＫ２４１和２ＳＫ６１２替代图２．１电路中的ＪＦＥＴ时电路的工作情况。

照片２．９和照片２．１０是这时的栅极电位和源极电位ｓ的波形（输入电压ｉ与照片２．８中相同，即１ｋＨｚ，０．５Ｖ）。

对于２ＳＫ２４１，如照片２．９所示ＧＳ为－０．５Ｖ。这与２ＳＫ１８４的ＧＳ值基本相同。如从图２．１３所看到的那样，当漏极电流Ｄ为１ｍＡ时，ＧＳ还处于负的区域，不是正值。

照片２．９使用２ＳＫ２４１时的与ｓ的波形（０．５Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（图２．１电路中使用２ＳＫ２４１时，ＧＳ＝－０．５Ｖ）

照片２．１０使用２ＳＫ６１２时的与ｓ的波形（０．５Ｖ／ｄｉｖ，２００ｓ／ｄｉｖ）
（图２．１电路中使用２ＳＫ６１２时，ＧＳ＝＋１．３Ｖ）

２ＳＫ６１２的情况如照片２．１０所示，ＧＳ为＋１．３Ｖ。因为２ＳＫ６１２是增强型器件，所以如从图２．１４所看到的那样，ＧＳ是正值。

这样，即使同一电路中使用结构和电学特性完全不同的ＦＥＴ，都能够很方便地使其正常工作。

但是，对于２ＳＫ２４１和２ＳＫ６１２来说，由于是替换２ＳＫ１８４，它们的工作点与２ＳＫ１８４的工作点（Ｄ＝１ｍＡ）稍有不同，这时因ＦＥＴ的型号而会导致的ＧＳ不同。实际设计时，根据所使用ＦＥＴ的传输特性求出ＧＳ确定工作点就可以了。

场效应管的工作原理

场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、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，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

一、场效应管的分类
　　场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、 NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
　　按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。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。
　　场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。
二、场效应三极管的型号命名方法
　　现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
　　第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
三、场效应管的参数
场效应管的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数，但一般使用时关注以下主要参数：
1、I DSS — 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS=0时的漏源电流。
2、UP — 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。
3、UT — 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。
4、gM — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D的控制能力，即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。
5、BUDS — 漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。
6、PDSM — 最大耗散功率。也是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM — 最大漏源电流。是一项极限参数，是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM
四、场效应管的作用
1、场效应管可应用于放大。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。
2、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。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。

五、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别：
　　场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。
2、判定栅极
　　用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。
　　制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。
　　注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。
3、估测场效应管的放大能力
　　将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。
　　由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。
本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。
　　MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。
六、常用场效用管
1、MOS场效应管
　　即金属-氧化物-半导体型场效应管，英文缩写为MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层，因此具有很高的输入电阻（最高可达1015Ω）。它也分N沟道管和P沟道管，符号如图1所示。通常是将衬底（基板）与源极S接在一起。根据导电方式的不同，MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指：当VGS=0时管子是呈截止状态，加上正确的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而“增强”了该区域的载流子，形成导电沟道。耗尽型则是指，当VGS=0时即形成沟道，加上正确的VGS时，能使多数载流子流出沟道，因而“耗尽”了载流子，使管子转向截止。
　　以N沟道为例，它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+，再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通，二者总保持等电位。图1（a）符号中的前头方向是从外向电，表示从P型材料（衬底）指身N型沟道。当漏接电源正极，源极接电源负极并使VGS=0时，沟道电流（即漏极电流）ID=0。随着VGS逐渐升高，受栅极正电压的吸引，在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子，形成从漏极到源极的N型沟道，当VGS大于管子的开启电压VTN（一般约为+2V）时，N沟道管开始导通，形成漏极电流ID。
国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4（以上均为单栅管），4DO1（双栅管）。它们的管脚排列（底视图）见图2。
　　MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。因此了厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感措施。
　　MOS场效应管的检测方法
（1）．准备工作
　　测量之前，先把人体对地短路后，才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通，使人体与大地保持等电位。再把管脚分开，然后拆掉导线。
（2）．判定电极
　　将万用表拨于R×100档，首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量，S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧，其中阻值较小的那一次，黑表笔接的为D极，红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品，S极与管壳接通，据此很容易确定S极。
（3）．检查放大能力（跨导）
　　将G极悬空，黑表笔接D极，红表笔接S极，然后用手指触摸G极，表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之，可用手分别触摸G1、G2极，其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。
　　目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管，平时就不需要把各管脚短路了。

　　MOS场效应晶体管使用注意事项。
　　MOS场效应晶体管在使用时应注意分类，不能随意互换。MOS场效应晶体管由于输入阻抗高（包括MOS集成电路）极易被静电击穿，使用时应注意以下规则：
（1）. MOS器件出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中，切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用细铜线把各个引脚连接在一起，或用锡纸包装
（2）.取出的MOS器件不能在塑料板上滑动，应用金属盘来盛放待用器件。
（3）. 焊接用的电烙铁必须良好接地。
（4）. 在焊接前应把电路板的电源线与地线短接，再MOS器件焊接完成后在分开。
（5）. MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。
（6）.电路板在装机之前，要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子，再把电路板接上去。
（7）. MOS场效应晶体管的栅极在允许条件下，最好接入保护二极管。在检修电路时应注意查证原有的保护二极管是否损坏。

2、VMOS场效应管
　　VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（≥108W）、驱动电流小（左右0.1μA左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。
　　众所周知，传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，从左下图上可以看出其两大结构特点:第一，金属栅极采用V型槽结构；第二，具有垂直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂 N+区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示，因为流通截面积增大，所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。
　国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等，典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。
　　VMOS场效应管的检测方法
（1）．判定栅极G
　　将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝缘的。
（2）．判定源极S、漏极D
由图1可见，在源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电阻存在差异，可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是S极，红表笔接D极。
（3）．测量漏-源通态电阻RDS（on）
将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。
由于测试条件不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。
（4）．检查跨导
　　将万用表置于R×1k（或R×100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高。

注意事项：
（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管，但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管，测量时应交换表笔的位置。
（2）有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管，本检测方法中的1、2项不再适用。
（3）目前市场上还有一种VMOS管功率模块，专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块，内部有N沟道、P沟道管各三只，构成三相桥式结构。
（4）现在市售VNF系列（N沟道）产品，是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管，其最高工作频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号低频跨导gm=2000μS。适用于高速开关电路和广播、通信设备中。
（5）使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例，该管子加装140×140×4（mm）的散热器后，最大功率才能达到30W

七、场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。