1、BJT 和 FET 的区别与联系 摘要：三级管(BJT)与场管(FET)都是电子电路中重要的元器件，其构建的BJT放大电路与FET放大电路也是模电课程的重要学习内容，两种器件的学习好坏关系到整门课程的学习以及今后工作生活中的应用。本文通过BJT与FET放大电路的分析中的联系，与各自电路的特点总结后的区别来加深对BJT与FET的学习、理解、记忆，达到辅助学习的作用。关键字：BJT；FET；放大电路；区别与联系1 引言BJT和FET都是放大器件，由它们构成的相应的基本放大电路有着内在联系，两者放大电路分析方法基本相同（静态分析和动态分析），两者工作原理，输入（BJT）、转移(FET)、输出特性曲线
2、 ，电路的特点等方面又不同。12 工作原理2.1 BJT 的工作原理 （以 NPN 型为例）2(1)、BJT 内部载流子的传输过程当 BJT 用作放大器件时，应将发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。发射区向基区扩散载流子（电子），形成发射极电流 ；载流子在基区EI扩散与复合，形成基极电流 ；集电极收集载流子，形成集电极电流 。BI CI（2）、BJT 的电流分配关系 CBI(1)EI输入特性曲线： 输出特性曲线：图 1 BJT 输入与输出特性曲线2.2 FET 的工作原理 （以 N 沟道增强型 MOSFET 为例）图 2 MOSFET 原理图与元件符号如图所示，当外加正向的栅源电压 时
3、，在栅极下方的氧化层上出现0GSv上正下负的电场，该电场吸引 P 区中的自由电子，使其在氧化层下方聚集，同时会排斥 P 区中的空穴，使之离开该区域。 越大电场强度越大，这种效果越S明显。当 达到 时，该区域聚集的自由电子浓度足够大，而形成一个新的GSvTVN 型区域，像一座桥梁把漏极和源极链接起来。当沟道建立之后，如果漏源之间存在一定的驱动电压 ，就能形成漏极电DSv流 。当漏源电压 出现后，漏极电位高于源极，故 ，造成氧化层上DiDSv G的电场分布不均匀，靠近源极强度大，靠近漏极强度弱，相应的导电沟道也随之变化，即源极处宽，靠近漏极处窄。转移特性曲线： 输出特性曲线：图 3 MOSFET
4、转移与输出特性曲线3 联系BJT 和 FET 都是具有放大能力的三端器件，两者放大电路的分析有很大的相似性，主要步骤如下：（1） 静态分析：画直流通路，分析直流通路求 Q 值（IBQ、ICQ、和 VCEQ）（2） 动态分析：估算 和 ，画出小信号等效电路，求出增益、输入电阻、bermg输出电阻。以 BJT 共射极放大电路与 FET 共源极放大电路为例进行对比分析：电路图：VCCT1RcRb1Rb2 Re RL+VS1Rs+ -Cb2+-Cb1VDD+ViCb1 Rg1Rg2Rg3RdRRLT1 + -Cb2+- Cs(a)共射 (b)共源图 4 共射极与共源极放大电路图小信号等效模型：(a)共
5、射 (b)共源图 5 共射极与共源极放大电路小信号等效模型可以看出，在画 FET 的小信号等效模型时，将 BJT 小信号等效模型中的电流控制量替换为电压控制量 ，同时将电流放大倍数 替换为跨导 ，即可快速的画出。bigsvmg从分析中也可发现：射极对应源极、集电极对应漏极、基极对应栅极（以此方便对比记忆） 。现将 BJT 和 FET 三种基本放大电路的主要性能、特点 、用途 简单归纳13在下表中。BJT共射 共集 共基电路图VCT1RcRb1Rb2 Re RL+VS1Rs+-Cb2+-Cb1VCT1Rb1Re RL+VS1Rs + -Cb2+-Cb1VCT1Rb1Re RL+VS1Rs+-Cb
6、2+-Cb1Rc+-Cb Rb2小信号等效电压增益oLvibeRAr(1)oLvibeRAroLvibeRAr输入电阻ibeib()eL ib1ebe输出电阻ocR1SbeoRrocR特点用途1、有电压和电流放大能力；2、属于反相电压放大器；3、适合作多级放大电路的中间级。1、没有电压放大能力，但有电流放大能力；2、属于同相电压放大器；3、适合作多级放大电路的输入级、中间级和输出级。1、有电压放大能力，但没有电流放大能力；2、属于同相电压放大器；3、适合作高频放大电路和宽频电路。表 1 BJT3 种基本放大电路的性能比较FET共源 共漏 共栅电路图VD+ViCb1 Rg1Rg2Rg3RdR R
7、LT1 +-Cb2+-CsVD+ViCb1 Rg1Rg2Rg3 R RLT1+-Cb2 +ViR Rd RLT1+-Cb2+-Cb1VG VD小信号等效电压增益ovmLiAgR 1omLvigRAovmLiAgR输入电阻31ig2g31ig2g 1img输出电阻odRomRgodR特点1、电压增益大；2、输入输出电压反相；3、输入电阻高；4、输出电阻由 决定。dR1、电压增益小于 1，但接近 1；2、输入输出电压同相；3、输入电阻高；4、输出电阻小，可作阻抗变换。 1、电压增益大；2、输入输出电压同相；3、输入电阻小；4、输出电阻由 决定dR表 2 FET3 种基本放大电路的性能比较表中输入输
8、出电阻的计算是采用加电源法 进行分析而得。例如共集放大4电路输入电阻的计算：+ VS1 RbCCCS1Re RLrbeibieic图 6 共集极小信号等效模型外加电源图图示中，将外加电源 VS1 与电阻 看成一个整体，电阻为 ，受控电流源bRR电阻很大视为断路，列出 KVL 为： ，则 R=0eLiri，所以输入电阻 = 。 (1)beLbeLirRrib(1)beLr4 区别根据上述电路分析以及电路的特点，现将 BJT 与 JET 部分区别列出：BJT FET种类 PNP、NPN JFET:耗尽型（ N 沟道和 P 沟道）MOSFET:增强型与耗尽型（N 沟道和 P 沟道）电路 共射、共集、
9、共基 共源、共漏、共栅主要参数 1、电流放大系数 ；2、极间反向电流 、 ；3、极限CBOIE参数（集电极最大允许电流 、CMI集电极最大允许耗散功率 、P反向击穿电压） 。1、JFET 夹断电压 、MOSFET 开启电压 ；PVTV2、饱和电流 ；3、漏源击穿电压 ；DSI()BRDS4、最大栅源电压 ；5、直流输入电阻()BRG；6、低频跨导 ；7、输出电阻 ；8、GSRmgdsr最大耗散功率 。DMP控制类型 电流控制 电压控制热稳定性 低 高工作频率 高频 低频阻抗 小 大噪声 大 小器件类型 双极性 单极性表 3 BJT 与 FET 工作性能的区别根据以上的对比，列举出 BJT 与
10、FET 在实际应用方面 的差异：5(1)MOSFET 温度稳定性好，而三极管受温度影响较大，因此环境温度变化较大的场合下，采用 MOSFET 更合适。(2)用来放大信号时，三极管输入端的发射结为正向偏置，输入阻抗较小。而 MOSFET 输入阻抗极高，因此 MOSFET 放大级对前级的放大能力影响极小。(3)MOSFET 的输入电阻极高，所以一旦栅极上感应少量电荷，就很难泄放掉。MOSFET 绝缘层很薄，极间电容很小，当带电物体靠近栅极时，感应少量电荷就会产生很高的电压，将绝缘层击穿，损害 MOS 管。因此使用 MOS 管时要特别小心。尤其是焊接 MOS 管时，电烙铁外壳要良好接地。管子存放时，
11、应使MOS 管栅极与源极短接，避免栅极悬空。(4)三极管由于发射区和集电区结构上的不对称，所以正常使用时，发射极和集电极是不能互换的。而 MOSFET 在结构是对称的，所以源极和漏极可以互换使用。但要注意，分立的 MOSFET 有时已将衬底和源极在管内短接，源极和漏极就不能互换使用了。(5)场效应管放大电路最大最突出的特点是：共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集合共基电路的输入电阻。此外，场效应管还有噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强等优于三极管的特点，而且便于集成。场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中药选用场效应管。必须指出，由于场效应管的低
12、频跨导一般比较小，所以场效应管的放大能力比三极管差，因而共源电路的电压增益往往小于共发射极电路的电压增益。另外，由于 MOS 管的栅源极之间的等效电容只有几皮法几十皮法，而栅源电阻又很大，若有感应电荷，则不易释放，从而形成高压，以至于栅源极之间的绝缘层击穿，造成管子永久性损坏。故使用时应注意保护。5 总结BJT 和 FET 作为模电学习的重要知识，要求我们掌握两者的联系和区别，通过上述对 BJT 和 FET 联系和区别的简单总结，希望能加深初学者对两种放大器的认识，以及对两种放大器构成的基本放大电路分析方法的掌握。参考文献1 陈永强. 模拟电子技术M. 北京：人民邮电出版社. 2013(1)2 康华光. 电子技术基础模拟部分（第五版）M. 北京 :高等教育出版社 2006（12）3 齐浩. 场效应管与半导体三极管的比较J. 科技信息.2007.11. 40-404 邱关源 电路（第 5 版）M. 北京: 高等教育出版社. 2006（3）5 董子舟 三极管与场效应管的对照分析J. 河北轻化工学院学报 1993.2
