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关于双极型晶体管和场效应管的一点基本知识

已有 348 次阅读  2011-03-22 10:36   标签晶体管 
  1.场效应管主要有结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。绝缘栅型
场效应管的衬底(B)与源析(S)连在一起,它的三个极分别为栅极(G)、漏极(D)
和源极(S)。晶体管分NPN和PNP管,它的三个极分别为基极(b)、集电极(c)、发射
极(e)。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和
结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同,结型管是利用耗尽
区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流,绝缘栅型场效应管则是用半导
体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。它们性质的差异使
结型场效应管往往运用在功放输入级(前级),绝缘栅型场效应管则用在功放末级(输
出级)。

    2.双极型晶体管内部电流由两种载流子形成,它是利用电流来控制。场效应管是电
压控制器件,栅极(G)基本上不取电流,而晶体管的基极总要取一定的电流,所以在只
允许从信号源取极小量电流的情况下,应该选用场效应管。而在允许取一定量电流时,
选用晶体管进行放大,可以得到比场效应管高的电压放大倍数。

    3.场效应管是利用多子导电(多子:电子为多数载流子,简称多子),而晶体管是
既利用多子,又利用少子(空穴为少数载流子,简称少子),由于少子的浓度易受温度
,辐射等外界条件的影响,因此在环境变化比较剧烈的条件下,采用场效应管比较合适


    4.功率放大电路是一种弱电系统,具有很高的灵敏度,很容易接受外界和内部一些
无规则信号的影响,也就是在放大器的输入端短路时,输出端仍有一些无规则的电压或
电流变化输出,利用示波器或扬声器就可觉察到。这就是功率放大器的噪声或干扰电压
。噪声所产生的影响常用噪声系数Nf表示,单位为分贝(dB),Nf越小越好,Nf=输入信
号噪声比/输出信号噪声比,晶体管的噪声来源有三种:⑴热噪声:由于载流子不规则的
热运动,通过半导体管内的体电阻时而产生;⑵散粒噪声:通常所说的三极管中的电流
只是一个平均值,实际上通过发射结注入基区的载流子数目,在各个瞬时都不相同,因
而引起发射极电流或集电极电流有一无规则的流动,产生散粒噪声;⑶颤动噪声:晶体
管产生颤动噪声的原因现在还不十分清楚,但被设想为载流子在晶体表面的产生和复合
所引起,因此与半导体材料本身及工艺水平有关。而场效应管的噪声只产生于载流子的
运动,所以场效应管的Nf比晶体管的要小。

     ??放大器不仅其放大其输入端的噪声,而且,放大器本身也存在噪声,所以其输
出端的信噪比必然小于输入端信噪比,放大器本身噪声越大,它的输出端信噪比就越小
于输入端信噪比,Nf就越大,所以在低噪声放大器的前级通常选用场效应管,或者低噪
声晶体管。

     5.场效应管的漏、源极可以互换、耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正,可负,灵活性
比晶体管强。不过在音响功率放大器中,场效应管多以N沟/P沟对管出现,晶体管也以PN
P/NPN对管出现。但场效应管在业余应用中较为脆弱,成本也较高。

     ??从以上场效应管和晶体管的对比中不难发现,场效应管具有输入阻抗高、噪声
低、功耗低、热稳定性高、抗辐射能力强等优点,因此场效应管的总体性能上要优于晶
体管,在许多优秀的功率放大器中,场效应管得到了较为普遍的采用。而采用晶体管的
功率放大器取得靓声者也同样屡见不鲜。工程师根据两种管子的特性,取其各自的优点
,设计出一种组合管,效果嘛,当然比它们好。

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