FET的分类和电路符号

三 FET的分类

FET的分类如下：

FET	结型FET(JFET)	耗尽型	N沟道
P沟道
绝缘栅极FET(MOSFET)	耗尽型	N沟道
P沟道
增强型	N沟道
P沟道

下图是N型FET的结构图，左边是JFET,右边是MOSFET。电流流过漏极和源极之间的部分称为沟道。JFET的栅极和沟道之间有等效二极管（PN结），所以称为结型FET。

P型FET是上图中P型半导体和N型半导体互换。

JFET工作时，栅极和沟道间的二极管处于截止状态，几乎没有电流流过栅极。

MOSFET的栅极和沟道之间有绝缘膜，电流更小。

以上一节的FET基本放大电路为例，BJT的基极-发射极之间的二极管工作在导通状态。而JFET的栅极-源极间的二极管工作在截止状态（d点电压大于c点电压）。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JFET本身的输入阻抗比BJT高的多。

MOSFET的栅极由金属构成，它与半导体沟道之间有一层绝缘膜，形成三层结构。它的特点就是栅极与沟道间有绝缘膜，流过栅极的电流比JFET还要小很多，因此输入阻抗也比JFET高的多。

四 FET的电路符号

BJT中的箭头符号表示电流流动方向。FET中的箭头不代表电流流动方向，只表示极性（即PN节的极性）。

JFET的漏极和源极在大多数情况下是没有区别的，即使调换它们的极性，也能正常工作。JFET的源极和漏极之间没有PN结，有的是同一导电类型的半导体（N沟道是N型，P沟道是P型）。不过在高频应用领域，JFET的源极和漏极的物理形状不同，当两个FET串联连接时，漏极和源极有区别，不能调换。

MOSFET的漏极和源极，结构不同，电路符号也不同。在应用时，不能将漏极和源极调换工作。

五 JFET的传输特性

FET是通过栅极上所加电压控制漏极-源极间电流的电压控制器件。其中一个描述FET特性的参数叫做传输特性曲线。它表示漏极电流Id和栅极-源极间电压Vgs 的关系。

下图是安森美的N通道 JFET 2N5457的spec。

当Vgs=0V时，JFET的漏极电流Id最大，称为漏极饱和电流Idss。通常的JFET的Idss在1mA~十几mA之间。它代表着漏极和源极之间可以流过的最大电流，超过此电流，JFET会被烧毁。下图的Idss大约在1.1mA左右。当Vgs从0V向X轴负方向移动，即Vs>Vg时，Id会减小。最终当Vgs=-1.2V时，Id变为0。此时的Vgs称为夹断电压Vp。当Vgs越过Vp，继续向负方向移动时，此JFET处于截止状态。

P沟道JFET的特性和N沟通相反。如下是安森美 P沟道JFET 2N5460的传输特性曲线。无论是N沟道的JEFT，还是P沟道的JFET，都是 Vgs为0时，Id电流最大。

六 JFET放大倍数 跨导gm

BJT是以流过基极的电流Ib去控制集电极电流Ic，因此Ic与Ib的比值就是直流放大系数hFE。对于FET，是通过改变Vgs去控制Id。它们的比值称为跨导gm，它的单位是西门子[S]。下图中曲线的斜率相当于gm。gm意味着当输入电压Vgs变化时，输出电流Id的变化幅度，可以认为是器件本身的电流对电压的增益。在FET放大电路中，gm越大，则电路的增益越大，具有能够减小输出阻抗的优点。缺点则是gm大的FET，输入电容大，导致高频特性差。还有就是流过栅极的漏电流大（输入阻抗低）。

七 实际JFET器件的跨导

实际JFET的Idss具有很大的分散性，这也意味着Id=0时，夹断电压Vp不同。以2N5457的spec为例，在它的spec中，有三组曲线表示不同的夹断电压Vp。或者说当希望流过Id的电流是1mA时，同一型号不同颗的2N5457需要的Vgs电压不同。

实际设计电路时，从JFET spec的传输特性曲线中，先找到需要的Idss，由此确定Vgs值。

八 MOSFET的传输特性

MOSFET分为耗尽型和增强型。

耗尽型： 下图是N沟道耗尽型MOSFET的传输特征曲线。耗尽型MOSFET由于在Vgs=0V时，仍旧有电流Id流过（也被称为常开器件）。即使Vgs越过0V，Id也还会继续增加。所以很难应用在开关电路和功率放大电路。不过可以用在高频放大电路，构成偏置电路。P沟道耗尽型MOSFET的型号没找到（可能使用场景少，网上没找到具体的型号）。

增强型： 下图是增强型MOSFET的传输特征曲线。它的Vgs=0V时，Id是零（也被称为常关器件）。换句话说，增强特性是指当Vgs不在正的电压范围时就没有Id流过（P沟道时Vgs的极性相反）。

把Vgs看成Vbe，就可以采用与晶体管相同的偏置方法，使增强型MOSFET与BJT在电路中互换。目前在开关电路、调节器、电机驱动、功率放大电路中使用的额都是增强型MOSFET。

MOSFET的跨导gm与JEFT的一样，是△Vgs与△Id的比值，即传输曲线函数的斜率。