MOSFET 與場效電晶體電路
場效電晶體(FET)
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想像一個水龍頭,你不是去轉動把手,而是把一把帶電的梳子靠近出水口,水流就自己改變了,手卻從未碰到水。這正是場效電晶體(FET)的精神。在一個叫做閘極(gate)的控制端子上加一個電壓,就會建立起一個電場,這個電場會打開或掐緊一條通道(channel),電流就從另外兩個端子之間流過。閘極是被絕緣或逆向偏壓的,因此幾乎不吸取穩定電流:它只靠電壓就指揮了電流。
把它和雙極性接面電晶體(BJT)比一比。BJT 必須持續推入一個真實的基極電流才能讓元件保持導通,就像手指得一直壓著按鈕。FET 則像一個電壓控制的閥門:只要閘極停在正確的電壓上,維持這個狀態幾乎不花電流(在直流意義下只有奈安培或更小)。代價是閘極其實是一顆小電容,所以要快速「改變」它的電壓,就得把電荷塞進拉出,在高速切換時那股閘極電流是非常真實的。
FET 分成兩大家族:JFET,其閘極是一個逆向偏壓的接面;以及更為常見的 MOSFET,其閘極是一片金屬板,蓋在一層薄薄的絕緣氧化層之上。由於閘極不吸取穩定電流,FET 既能當極佳的開關,也能當極高輸入阻抗的放大器,而且在晶片上能密集排列。這正是為何今天幾乎每一顆微處理器、記憶體與現代功率開關都用 FET 而非 BJT 來打造。
把一支高阻抗的 FET 輸入電表碰一下帶電的塑膠尺,讀數就會大幅擺動,而幾乎沒有電流流入;換成需要真實基極電流的 BJT 電表,則幾乎察覺不到。
電壓指揮 FET;電流指揮 BJT。
「閘極無電流」是直流下的理想化。閘極是一顆電容,切換得越快,閘極就越需要真實的電流。
又称
另见