一、场效应管介绍
场效应管全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效应晶体管，英文全称是Metal Oxide Semicondutor Field Effect Transistor，取其英文全称大写首字母，简称MOS或MOSFET。它是电压控制电流的元器件（即利用栅极电压来控制漏极电流），导电情况取决于栅极电压的高低。具有输入电阻高（10^8~10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。它的漏极源极静态伏安特性以栅极G-源极S之间的电压Ugs（或Vgs）为参考变量，漏极D-源极S之间的电流Ids与栅极G-源极S之间的电压Ugs（或Vgs）之间的关系由跨导Gm 决定。如下图所示。
二、场效应管内部结构（以N沟道增强型场效应管为例）
用一块P型硅半导体材料（有大量带正电空穴）作衬底，在其面上扩散了两个N型区（有大量带负电自由电子），再在上面覆盖一层二氧化硅(SiO2）绝缘层，最后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：栅极G、源极S及漏极D，三者之间互相绝缘。如下图所示。
三、场效应管种类
（1）、构造工艺
结型场效应管（全称英文是 Junction Field Effect Transistor，简称JFET。）、绝缘栅场效应管（MOS管或MOSFET管）
（2） 、导电方式
分耗尽型（即栅极电压为零时，漏极有较大电流。）与增强型（即当栅极电压为零时，漏极D电流也为零，在加一定栅极电压之后，漏极才有漏极电流。），结型场效应管均为耗尽型（即栅极电压为零时，漏极有较大电流。），绝缘栅型场效应管既有耗尽型（即栅极电压为零时，漏极有较大电流。），也有增强型（即当栅极电压为零时，漏极电流也为零，在加一定栅极电压之后，漏极才有漏极电流。）。
（3）、沟道材料型
N沟道、P沟道，其中N是负极的意思（代表英文中Negative），N型半导体在高纯度硅中加入磷取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子（带负电）导电，而P是正极的意思（代表英文中Positive）是加入硼取代硅，产生大量空穴（带正电）。）。
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（5） 、
（6）、
四、场效应管工作原理（以N沟道增强型场效应管为例）
1、场效应管工作原理（以N沟道增强型场效应管为例）概括
要使N沟道NPN增强型场效应管正常工作，需在栅极G-源极S之间加正电压Vgs（或Ugs）及在漏极D-源极S之间加正电压Vds（或Uds），则产生流向漏极的正向工作电流Id。改变栅极G-源极S之间正电压Vgs（或Ugs）的电压，可控制流向漏极的工作电流Id。 如下图所示。
2、场效应管工作原理（以N沟道增强型场效应管为例）详细分析
（1）、当不给栅极G-源极S之间加电压（即Vgs=0），漏极D-源极S之间有一个PN结，带负电的电子从源极S流向漏极D，但漏极D-源极S之间有一个阻碍，就是P型硅半导体材料，带有大量带正电的空穴，大部分流过来的带负电的电子被带正电的空穴中和掉，且漏极D与衬底之间的PN结处于反方向，因此漏极D-源极S之间不能导电，如下图所示。
（2）、如果在栅极G-源极S之间加一电压Vgs（或Ugs）,此时栅极G与衬底可看做电容器的两个极板，绝缘层和栅极G的界面上感应出正电荷，绝缘层和P型衬底界面上感应出负电荷，有可能将漏极D与源极S连接，形成导电沟道，则产生流向漏极D的正向工作电流Id，如下图所示。
（3）、当在栅极G-源极S之间加上足以导通场效应管的电压Vgs（或Ugs）时，绝缘层和栅极G的界面上感应出大量正电荷，绝缘层和P型衬底界面上感应出大量负电荷，而绝缘层和栅极G的界面上感应出的正电荷会吸引绝缘层和P型衬底界面上感应的负电荷，若加大导通场效应管的栅极G-源极S之间电压Vgs（或Ugs），绝缘层和栅极G的界面上感应出的大量正电荷会不断吸引绝缘层和P型衬底界面上感应的大量负电荷，形成一个具有大量负电荷的导电沟道，让从源极S流向漏极D大量带负电荷的自由电子顺利通过，从而产生流向漏极D的正向工作电流Id，如下图所示。
（4）、
（5）、
五、场效应管输出特性曲线（以N沟道增强型场效应管为例）
场效应管输出特性曲线是指栅极G-源极S之间电压Vgs（或Ugs） 为定值时，流向漏极电流Id与漏极D-源极S之间电压Vds（或Uds）的关系曲线，如下图所示。
说明：由上图可知，场效应管输出特性可以分为三个区：截止区、恒流区、可变电阻区，分别对这三个区做如下说明。
（1）、截止区（或夹断区）
当栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）> 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)）时，场效应管开始导通。若栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）< 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)），场效应管处于截止区，也叫夹断区，靠近横坐标的粉色部分，表示流向漏极D的正向工作电流Id为0，场效应管不能工作。
（2）、恒流区（或饱和区）
当满足栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）≥ 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)）时，且漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）≥ 栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）- 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)）时，场效应管进入恒流区，也叫饱和区，横纵坐标中间的绿色部分。流向漏极D的正向工作电流Id不随漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）变化，主要决定于栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）。当场效应管用来做放大电路时，就是工作在恒流区（饱和区），相当于三极管的放大区。
（3）、可变电阻区
当满足栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）> 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)），且漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）< 栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）- 栅极G-源极S之间开启电压Ugs(th)（或Vgs(th)）时，场效应管进入可变电阻区，靠近纵坐标左边的粉色部分。流向漏极D的正向工作电流Id随着漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）的增加而上升，两者基本是线性关系，可以将其看作是一个线性电阻。当栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）不同时，场效应管的电阻阻值就会不同，相当于一个由栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）控制的可变电阻。
（4）、击穿区
靠近恒流区（或饱和区）右边的粉色部分，若漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）不断增大，PN结承受太大的反向电压会被击穿，工作时应该避免让场效应管工作在该区域。
（5）、
（6）、
六、场效应管转移特性曲线（以N沟道增强型场效应管为例）
场效应管转移特性曲线是指漏极D-源极S之间电压Uds（或Vds）为定值时，流向漏极电流Id与栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）的关系曲线，如下图所示。
说明：由上图可知， 当栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）大于4V时，流向漏极电流Id大幅度增加，而当栅极G-源极S之间电压Ugs（或Vgs）到达6V时，流向漏极电流Id达到了最大值。
七、选用场效应管需要考虑的主要参数（以双N沟道增强型WSP9926A场效应管为例）
（1）、栅极G的开启电压VT或栅阈值电压VGS(th)
（2）、栅极G与源极S之间的电压Vgs（或Ugs）或栅源电压VGS
（3）、漏极D与源极S之间的电压Vds（或Uds）或漏源电压VDS
（4）、漏极D与源极S之间的最大电压BVDSS或漏源击穿电压BVDSS
（5）、栅极G与源极S之间的电流Igs或栅源漏电流IGSS
（6）、漏极D与源极S之间的电流Ids或漏源漏电流IDSS
（7）、输入电阻Rgs（即栅极G与源极S之间的电阻）或栅极G电阻Rg
（8）、导通电阻Rds（即漏极D与源极S之间的电阻）或静态漏源导通电阻RDS(ON)
（9）、正向跨导gfs（指场效应管漏极D与源极S之间的电流Ids或漏源漏电流IDSS变化值与栅极G与源极S之间的电压Vgs（或Ugs）或栅源电压VGS变化值之间的比值）
（10）、低频噪声系数NF
（11）、工作环境温度
八、场效应管电路符号判断（以N沟道或P沟道增强型场效应管与N沟道或P沟道耗尽型场效应管为例）
（1）、场效应管N沟道或P沟道区分
采用PN结类比方式可以区分场效应管是N沟道还是P沟道，依据是场效应管元器件图形符号的箭头方向符合PN结工作方向，如下图所示。
（2）、场效应管增强型或耗尽型区分
漏极D、箭头方向和源极S连成一条线属于耗尽型，漏极D、箭头方向和源极S各自分开属于增强型。
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九、场效应管实物判断（以N沟道或P沟道增强型场效应管与N沟道或P沟道耗尽型场效应管为例）
十、场效应管的应用电路（以N沟道或P沟道增强型场效应管为例）
由上图发现不管是NMOS驱动LED电路还是PMOS驱动LED电路，都存在一个电阻Rgs，这个电阻Rgs在电路中起到什么作用？解释如下：
原来在MOS管（场效应管）内部结构，栅极G、源极S与漏极D这三个极被一层绝缘层二氧化硅隔离，相当于存在一个可存电或放电的电容器（即寄生电容）。通过下面的电路可以了解到电阻Rgs的作用。
由上图可知：不管是NMOS驱动LED电路还是PMOS驱动LED电路，加入电阻Rgs，可以对电容的电压进行及时释放，避免G极（栅极）在没有控制信号的情况下，产生误操作。