第8章 場效電晶體 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

Presentation on theme: "第8章 場效電晶體 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓"— Presentation transcript:

1 第8章 場效電晶體 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓
=== 第八章 場效電晶體 === 第8章 場效電晶體 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 8-4 FET與BJT之功能特性比較

2 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 如圖8-1 所示為電晶體的分類圖，電晶體可分為雙極性接面電晶體（bipolar junction transistor，簡稱BJT）和場效電晶體（field effect transistor，簡稱FET）兩大類，而FET 依控制閘的不同又分為兩類，分別為： 1.控制閘為接面型的接面場效電晶體（junction FET，簡稱JFET）。

3 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 2.控制閘為絕緣型的金屬氧化半導體場效電晶體（metal oxide semiconductor FET，簡稱MOSFET )，並再依通道預置與否，區分為空乏型（depletion）與增強型（enhancement）兩種。 無論何種FET，都有N 通道與P 通道之分。雖然FET 種類較多，但是其對應的特性方程式與曲線都很類似。同時，FET 輸入電阻極大，輸入電流趨近於0，所以實際應用分析比BJT 簡單很多。

4 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

5 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 圖8-2(a)為N 通道接面型場效電晶體（JFET）的物理結構圖，如圖所示，在一個N 型半導體的通道上下兩端分別鍍上一層導體，再以導線引出作為電流通道的汲極（drain，D 極）與源極（source，S 極）。另外，在通道兩側植入P 型半導體並相連接後，再鍍上一層導體，以導線引出作為控制電流通道大小的閘極（gate，G 極）。

6 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 圖8-2(b)為N 通道JFET 電路符號，圖中箭頭方向表示P 型閘極指向N型源極通道，如同NPN 電晶體電路符號一樣，其箭頭方向為P 型基極指向N 型射極。圖8-2(c)為N 通道JFET 之簡化電路符號。 圖8-3 為P 通道JFET，其物理結構與N 通道大同小異，主要差別在於傳導載子不同。N 通道所傳導的載子為電子，而P 通道所傳導的載子為電洞。因此，P 通道JFET 控制閘極為N 型半導體，電路符號之箭頭方向與N通道相反，其餘結構則與N 通道相同。

7 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

8 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

9 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 對FET 而言，不管是N 通道或是P 通道，其工作原理皆相同，只是傳導載子不同，所以產生的電流與電壓方向皆相反。由於N 通道傳導載子為電子，其移動率較高，速度較快，所以實用上，大多是以N 通道為主。

10 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 1 　 工作原理 N通道JFET在閘極（G）未加任何偏壓時，汲極（D）與源極（S）間就已經存在電流通道；因此，為能控制電流通道大小，控制閘極電壓VGS 在正常情況下，應施予負偏壓以形成空乏區，進而控制通道大小及輸出電流ID 大小。

11 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 如圖8-4(a)所示，當外加負偏壓VGG 使閘源極電壓VGS 形成逆向偏壓（P 型半導體的G 極為負電壓、N型半導體的S 極為正電壓）時，將使G、S 之PN 接面附近形成空乏區，在此通道兩側所形成的空乏區大小會改變通道大小，並進而控制通道電流大小。同時，因為閘極與通道為逆偏特性，所以閘極電流IG =0。 N 通道JFET 不可將VGS 接成正偏壓，否則PN 接面會形成順偏導通狀態，無法控制通道電流大小，並且將使閘極電流IG ≠0。

12 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

13 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

14 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

15 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

16 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

17 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

18 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

19 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

20 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

21 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 　 特性曲線 2 由上述分析，可知JFET 的端點電流關係為：

22 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

23 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

24 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

25 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

26 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 對於P 通道JFET 而言，輸入控制電壓VGS 必須加上正電壓，如此才能形成空乏區，進而改變P 通道大小，以控制通道ID 電流大小。因此可知，P 通道之電壓與電流方向，皆與N 通道相反，即輸出電流ID由D 極端流出，輸入電壓VGS 為正電壓，而輸出電壓VDS 為負電壓，其特性曲線與直流等效電路，如圖8-9 所示。

27 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

28 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-1

29 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

30 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

31 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-2

32 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-3

33 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-4

34 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

35 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

36 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

37 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 JFET的直流偏壓方式可分為固定式、自給式及分壓式等偏壓方式，茲分述如下： 1 　 固定式偏壓電路

38 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

39 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

40 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-5

41 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

42 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-6

43 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

44 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

45 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 2 　 自給式偏壓電路

46 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

47 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

48 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-7

49 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

50 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

51 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 3 　 分壓式偏壓電路

52 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

53 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

54 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-8

55 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

56 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

57 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-9

58 8-1 JFET之構造特性及直流偏壓

59 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 空乏型MOSFET的V－I 特性與接面場效電晶體JFET幾乎完全相同。兩者主要不同之處為物理結構：JFET 的控制閘為接面型；D-MOSFET 的控制閘為絕緣型。

60 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-13(a)為N 通道空乏型MOSFET(簡稱D-MOSFET)的物理結構，如圖所示，在一個P 型半導體的基體（substrate）上，植入N 型半導體作為通道，並於通道兩端植入兩個高摻雜濃度的N型半導體（以N+ 表示），且鍍上一層導體以導線引出作為汲極（drain，D極）與源極（source，S 極）。另外，在汲源極間的通道上，鍍上一層二氧化矽（SiO2）的絕緣材料，並鍍上一層導體以導線引出作為閘極（gate，G 極）。至於P 型基體所引出的基體極（body， B 極），是為確保基體對汲極與源極保持逆偏隔離關係而設，因此平常必須接上負電壓（對N通道MOSFET而言），或與源極相接。

61 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 MOSFET 之閘極與N 通道間為二氧化矽絕緣體材料；JFET 之閘極端與N 通道間為P 型半導體材料。 圖8-13(b)為D-MOSFET 電路符號，圖中顯示閘極與通道之空隙為絕緣體，且基體極與源極相接，而箭頭方向表示P 型基體指向N 型通道。 圖8-13(c)為D-MOSFET 之簡化電路符號，圖中省略顯示基體極，但多加紅色粗線表示預置之通道，且其箭頭方向表示電流由源極流出。

62 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 MOSFET 因汲極與源極為對稱關係，故理論上是可對調使用，此和BJT 之集極與射極不同。但實際上，若基體極已和源極相接時，則汲極與源極不可對調使用。

63 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

64 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-14 為P 通道空乏型MOSFET，其物理結構與N 通道大同小異，主要差別在於傳導載子不同。N 通道所傳導的載子為電子，而P 通道所傳導的載子為電洞。因此，P 通道空乏型MOSFET 的基體為N 型，汲源極為高摻雜濃度的P 型半導體（以P+ 表示），電路符號之箭頭方向與N 通道相反，其餘結構則與N 通道相同。

65 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

66 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 工作原理 1
　 工作原理 N 通道空乏型MOSFET，在未加任何偏壓時，就已經預置通道，為能有效控制通道大小，控制閘極電壓VGS 在正常情況下，須加負偏壓以控制其通道大小，此與JFET 相同。

67 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 如圖8-15(a)所示，當N 通道空乏型MOSFET 之閘極外加VGG 電壓使VGS 為負偏壓時，閘極與通道間所形成的電場效應會排除N 通道上之電子，並吸引P 型基體的電洞聚集於二氧化矽層下，而被吸引的電洞會與N 通道之電子結合並形成空乏區。當空乏區形成時，通道橫向高度會變小，而流過的電流ID 也會變小，如圖8-15(b)所示。

68 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

69 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

70 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

71 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

72 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

73 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

74 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

75 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

76 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

77 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 2 　 特性曲線

78 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 在夾止飽和區內的輸出電流ID 具有定電流特性，與VDS 大小無關，但隨輸入VGS 的變大而變大，其輸入輸出之VGS − ID 特性曲線如圖8-20(b)，直流等效電路如圖8-20(c)所示。 在圖8-20(b)中，當VGS > 0 時，通道會變得比原來大，此時空乏型MOSFET 將變成增強型特性，而非空乏型特性，所以對於N 通道空乏型MOSFET 而言，閘極控制電壓VGS 在正常情形下應加負偏壓。

79 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

80 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 對於P 通道D-MOSFET 而言，輸入控制電壓VGS，必須加上正電壓，如此才能吸引N 型基體的電子與P 通道內的電洞結合，形成空乏區，進而改變P 通道大小，控制ID 電流大小。因此可知，P 通道之電壓與電流方向，皆與N通道相反，即輸出電流ID 由D 極端流出，輸入電壓VGS 為正電壓，而輸出電壓VDS 為負電壓，其特性曲線與直流等效電路，如圖8-21 所示。

81 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

82 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 由半導體物理學證明，可得空乏型MOSFET 之夾止飽和區輸出電流公式與JFET 相同為：

83 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 與JFET不同是空乏型MOSFET也具有增強型特性（當VGS >0 時），所以空乏型MOSFET 之夾止飽和區輸出電流公式又可表示為： 　 增強型MOSFET 之特性於下一章節討論。

84 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 其中k 為一物理結構參數值，其值正比於通道寬度W，反比於通道長度L，即：
由公式（8-11）與公式（8-12），可知 化簡上式可得：

85 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 最後得知：

86 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-10

87 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

88 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

89 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-11

90 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-12
同例題8-11，求空乏型MOSFET 之參數k 值？並以增強型公式，求輸出電流ID =？ 例題 8-12

91 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-13
已知D-MOSFET之ID =4.5mA，若將D-MOSFET之通道寬度增寬一倍，而長度縮短一半，求改變後之ID =？ 例題 8-13 13. 已知D-MOSFET 之ID =2mA，若將D-MOSFET 之通道寬度縮窄一半，而長度增加一倍，求改變後之ID =？

92 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

93 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-14
D-MOSFET 的直流偏壓方式與JFET 相同，可分為固定式、自給式及分壓式等偏壓方式，茲分述如下： 1 　 固定式偏壓電路 例題 8-14

94 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

95 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

96 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-15

97 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

98 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 2 　 自給式偏壓電路 例題 8-16

99 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

100 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

101 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-17 分壓式偏壓電路 3
　 分壓式偏壓電路 N 通道D-MOSFET 分壓式偏壓電路之源極電阻RS 不可省略，否則VGS >0，D-MOSFET 變成增強型特性。 例題 8-17

102 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

103 8-2 D-MOSFET之構造特性及直流偏壓

104 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 增強型MOSFET 與空乏型MOSFET 唯一不同點是：增強型沒有預置通道，而空乏型有預置通道，所以對於N 通道OSFET 而言，增強型之控制閘極電壓VGS 要為正，才能感應通道、控制電流大小；空乏型之控制閘極電壓VGS 要為負，才能限制通道、控制電流大小。

105 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-22(a)為N 通道增強型MOSFET（簡稱E-MOSFET）的物理結構，如圖所示，在一個P 型半導體的基體（substrate）上植入兩個高摻雜濃度的N 型半導體（以N+表示）並鍍上一層導體，以導線引出作為汲極（drain，D 極）與源極（source，S 極）。另外，在汲極與源極間的P 型基體上鍍一層二氧化矽（SiO2）絕緣材料，再鍍上一層導體並以導線引出作為閘極（gate，G 極）。至於P 型基體所引出的基體極（body，B 極），是為確保基體對汲極與源極保持逆偏隔離關係而設，因此平常必須接上負電壓（對N 通道MOSFET 而言），或與源極相接。

106 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-22(b)為E-MOSFET 電路符號，與D-MOSFET 電路符號比較，其最大不同的地方是D 極與S 極間之通道，因為E-MOSFET 未預置通道所以以虛線表示；但是D-MOSFET 有預置通道所以以實線表示。

107 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

108 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-22(c)為E-MOSFET簡化之電路符號，與D-MOSFET電路符號比較，其D、S 極間無紅色粗線之預置通道。 MOSFET 因汲極與源極為對稱關係，故理論上是可對調使用，此和BJT 之集極與射極不同。但實際上，若基體極已和源極相接時，則汲極與源極不可對調使用。

109 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 圖8-23 為P 通道增強型MOSFET，其物理結構與N 通道大同小異，主要差別在於傳導載子不同。N 通道所傳導的載子為電子，而P 通道所傳導的載子為電洞。因此，P 通道增強型MOSFET 的基體為N 型，汲源極為高摻雜濃度的P型半導體（以P+表示），電路符號之箭頭方向與N通道相反，其餘結構則與N 通道相同。

110 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

111 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 對MOSFET 而言，不管是N 通道或是P 通道，其工作原理皆相同，只是傳導載子不同而已，所以產生的電流方向與電壓方向皆相反。由於N 通道傳導載子為電子，其移動率較高，速度較快，所以實用上，大多以N 通道為主。

112 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 工作原理 1
　 工作原理 1 N 通道增強型MOSFET，由於N 型區的汲極與源極，隔著P 型基體，所以汲極與源極內的電子無法越過P 型基體而流通。但是當我們外加VGG 與VDD 電壓，使閘源極間和汲源極間產生正電壓VGS 與VDS時，如圖8-24(a)所示，閘極與基體間因閘極正電壓而形成一個電場，此電場效應會排斥二氧化矽層下P 型基體內的電洞（P 型半導體內的多數載子），但會吸引電子（P 型半導體內的少數載子）聚集於二氧化矽層下。

113 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

114 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 當外加VGG 電壓變大使閘源極的VGS 電壓增大時，被吸引在二氧化矽層下的電子數目會增加，直到VGS 電壓大於臨界電壓（threshold voltage）VGS(t) （約為1～3 伏特左右）時，聚集於二氧化矽層下的電子會形成一個N 型通道，如圖8-24(b)所示。此時，源極區內的電子便可經由此通道而到達汲極區，形成ID 電流。當VGS 持續增大時，通道會變大，通道電阻會變小，使得ID 電流變大。

115 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 由上述說明，可知E-MOSFET 的基本工作原理為：利用閘源極電壓VGS 產生之電場效應，來控制汲源極之輸出電流ID 與IS 。因為閘極與汲源極通道間，隔著一層二氧化矽絕緣體，所以閘極不會有任何電流流入通道，即IG =0，也因此源極電流等於汲極電流，即IS = IG + ID =ID。

116 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

117 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

118 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

119 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 如果在閘源極電壓VGS 不變下，加大汲源極電壓VDS，則VGD =VGS −VDS < VGS，使得靠近D 極端電場較小、被吸引的電子變少，形成的通道橫向高度小於S 極端，如圖8-26(a)所示梯形通道與圖8-26(b)所示通道立體圖。由於D、S 極兩邊的通道高度不等高，所以VDS −ID 輸出特性變成非線性電阻特性，即ID 隨VDS 的增加而呈現非線性地趨緩增加，如圖8-26(c)所示。

120 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

121 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 同上情形，若再持續增加VDS 的電壓，則D 極端的通道會慢慢趨近於0，但不會為0，因為當D極端的通道高度持續減少時，其相對通道截面積也減少，D 極端的導通電流密度也隨之升高，G 極靠近D 極端的電子載子可適時的獲得補充，電流也不再繼續增加而維持一定，因為此現象如同通道被夾止、電流呈現飽和，所以稱為夾止飽和狀態，如圖8-27(a)所示夾止通道與圖8-27(b)所示通道立體圖。

122 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

123 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

124 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 2 　 特性曲線

125 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

126 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

127 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 對於P 通道增強型MOSFET 而言，輸入控制電壓VGS 與輸出電壓VDS 必須加上負電壓，如此才能吸引N 型基體的電洞，聚集於二氣化矽層下形成P 通道。當通道形成後，源極的電洞即可傳導至汲極，形成ID 電流，因此可知，P 通道之電壓與電流方向，皆與N 通道相反，即輸出電流ID 由D 極端流出，輸入電壓VGS 與輸出電壓VDS 為負電壓，其特性曲線與直流等效電路，如圖8-29 所示。

128 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

129 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-18
已知增強型MOSFET之臨界電壓VGS(t) = 1V，求例8-18 圖(1)(a)、(b)、(c)之工作模式各為何？ 例題 8-18

130 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

131 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

132 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-19

133 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-20

134 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

135 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

136 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 1 　 固定式偏壓電路 例題 8-21

137 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

138 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

139 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 2 　 分壓式偏壓電路 例題 8-22

140 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

141 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 3 　 含源極電阻之分壓式偏壓電路

142 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

143 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-23

144 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

145 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

146 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 4 　 汲極回授式偏壓電路

147 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

148 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓 例題 8-24

149 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

150 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

151 8-3 E-MOSFET之構造特性及直流偏壓

152 8-4 FET與BJT之功能特性比較 1 　 開關功能

153 8-4 FET與BJT之功能特性比較

154 8-4 FET與BJT之功能特性比較 　 電阻功能 2 FET在VDS 很小時，因為通道特性如同線性電阻，而且其電阻值可藉由閘極電壓VGS 控制，如圖8-33 所示，所以FET 可當作電壓控制電阻器（Voltage Controlled Resistor, VCR）使用，並常應用於IC 內部電路及自動增益控制（Automatic Gain Control, AGC）電路。

155 8-4 FET與BJT之功能特性比較 　 放大功能 3 FET 和BJT 一樣，只要將直流偏壓工作點設計於主動區（FET 稱為夾止飽和區；BJT稱為順向主動區）時，疊加於輸入端的交流信號，經由FET 之輸入輸出Vgs − Id 特性曲線轉換後，可得到一個放大信號輸出。有關FET 放大電路，將於下一章節討論。

156 8-4 FET與BJT之功能特性比較 從上面的說明與分析，我們已經很清楚地瞭解到，無論是電晶體（BJT）或場效電晶體（FET），都有放大與受控開關的功能，但是它們之間仍有差異，也各有其優缺點，到目前為止都還無法完全互相取代，這就是為什麼這兩種元件會同時存在的原因。其主要的差異如下：

157 8-4 FET與BJT之功能特性比較

158 8-4 FET與BJT之功能特性比較

159 8-4 FET與BJT之功能特性比較 8.就互導增益gm 而言：BJT 比FET 有較高的互導增益gm 值。
9.就響應速度而言：因為電子的移動速率較電洞快，所以BJT 之NPN 比PNP 快；FET 之N 通道比P 通道快。 10.就頻率響應而言：因為FET有較高的輸入電容量（JFET 為空乏電容量，MOSFET 為閘極與通道間二氧化矽所形成的平行板電容量），所以頻率響應及操作速度較BJT 慢。

160 8-4 FET與BJT之功能特性比較 11.就線性度而言：BJT的輸入與輸出關係為指數關係，而FET為平方關係，所以BJT在主動區時，其直流工作點上的小信號放大有較好的線性特性。 12.就電流輸出驅動能力而言：BJT 比FET 有較大電流輸出。 13.就偏壓方式而言：BJT 的名種偏壓方式皆同時適用於NPN 與PNP，但E-MOSFET的汲極回授偏壓方式不適用於D-MOSFET與JFET；D-MOSFET 與JFET 的自給偏壓方式不適用於E-MOSFET。

161 8-4 FET與BJT之功能特性比較 各種FET的工作模式、特性曲線與等效電路之比較整理，如表8-1 所示。

162 8-4 FET與BJT之功能特性比較

163 8-4 FET與BJT之功能特性比較