MOSFET 與場效電晶體電路
三極體區與飽和區
MOSFET 一旦導通,會依汲源電壓而表現出兩種很不一樣的行為。在三極體區(又稱歐姆區或線性區),汲極電壓很小,元件像一顆電壓控制的電阻:電流大致與汲極電壓成正比,就像一顆你用閘極設定阻值的電阻。在飽和區,汲極電壓較大,通道在靠近汲極處被夾止(pinch off),電流就平坦下來,幾乎與汲極電壓無關,改由閘極決定。同一顆元件,兩種個性。
分界線在於汲源電壓超過閘極過驅動電壓(Vgs 減 Vth)之時。你想要哪個區,取決於工作。「開關」活在三極體區深處:你把閘極驅到全開,讓通道是一個低電阻,加上汲極電壓很小,於是損耗很低。「放大器」活在飽和區:在那裡汲極電流是閘極電壓的一個乾淨、受控的函數,所以閘極小小一動就產生忠實的電流擺動,這正是共源極放大器的基礎。
這裡有一個出了名讓新手栽跟頭的陷阱。在 MOSFET 中,飽和區是「好」的放大區,電流是恆定的;在 BJT 中,飽和卻代表電晶體被驅到全開、當開關用。同一個詞在兩種元件中意思幾乎相反。當有人說 MOSFET 處於飽和,他指的是它正當作電流源在放大,而不是它是一個硬導通的開關。
把 MOSFET 當開關用,Vgs = 10 V、兩端只有幾百毫伏:這是三極體區,像一顆極小的電阻。把它偏壓在 Vgs = 3 V、兩端有好幾伏:這是飽和區,像一個受控電流源,當增益級用。
切換靠三極體區,放大靠飽和區。
別把 MOSFET 的飽和和 BJT 的飽和搞混。對 MOSFET 而言,飽和是放大(恆流)區,不是硬導通的開關狀態。
又称
另见