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制輸出,輸入要消耗功率。場效應管是通過輸入電壓控制輸出,不消耗功率。就其性能而言,場效應管要明顯優于普通三極管,不管是頻率還是散熱要求,只要電路設計合理,采用場效應管會明顯提升整體性能。兩者對比如下表。
三極管與場效應管對比表
序號 | 項目 | 三極管 | 場效應管 | 比較結果 |
1 | 電極 | 基極b、發射極e、集電極c | G極、源極S、漏極D | 電極作用相似,即基極-柵極都是控制極,發射極對應源極,集電極對應漏極,都是被控電極。 |
2 | 控制類型 | 電流控制型 | 電壓控制型 | |
3 | 阻抗 | 輸入阻抗較低,在幾百歐姆-幾千歐姆之間 | 輸入阻抗極高,達到兆歐以上 | 三級管電路對前級電路影響較大,阻抗不匹配時幾乎不能工作 |
4 | 載流子 | 兩種載流子參加導電,即少子與多子,屬于雙極性器件 | 一種載流子參加導電,屬于單極性器件 | |
5 | 穩定性 | 少子參與導電,容易受到溫度的影響,噪聲高 | 多子導電,熱穩定性好,噪聲小 |
場效應管制造工藝簡單,容易集成、功耗低、體積小、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制作 |
6 | 分類 | PNP和NPN |
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; 又分增強型、耗盡型 |
|
7 | 特性曲線 | 截止區、放大區、飽和區、擊穿區 | 截止區、放大區、可變電阻區、擊穿區 | |
8 | 放大能力 | 電流放大倍數β | 跨導gm | 跨導gm較小,放大能力差 |
9 | 靈活性 | e、c不能互換 | 特定條件S、D可互換 | |
10 | 接法 | 共射、共基、共集 | 共源、共柵、共漏 | 二者對應 |
11 | 偏置 | 偏置電流 | 偏置電壓 | |
12 | 注意 | 焊接過程中防止溫度過高,沒有靜電影響問題 | 感應靜電容易擊穿管子,要求對柵極和源極放電 | |
13 | 電容 | 極間電容較大 | 極間電容較低 | 場效應管輸入電阻極高,耦合電容較小 |
14 | 其它 | 功耗較高,但較便宜 | 功耗較低 | 可以作為可變電阻、開關器件 |
綜上,在只允許從信號源取較少(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,適用于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。作為開關管,場效應管的效率較高,多用在大電流、高速開關電源上;在環境溫度變化較大的場合應使用場效應管。
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