摘要：晶体管可以根据需要用作绝缘体或导体，可以将晶体管用作开关或放大器。它可以与其他电路元件一起使用，能够放大电流和电压。之前的文章中也提到过，晶体管的两种类型：双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。

MOSFET像电压操控的水龙头，拧下就出水；BJT 如同电流杠杆，稍使力就能放大水流。

晶体管可以根据需要用作绝缘体或导体，可以将晶体管用作开关或放大器。它可以与其他电路元件一起使用，能够放大电流和电压。之前的文章中也提到过，晶体管的两种类型：双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。

详细工作原理和构造文章链接如下：

''走进MOSFET：揭开它的工作原理及构造''

''走进BJT：揭开它的工作原理及构造''

BJT是一种三端器件，具有两个PN结。由于其高电流增益，它主要用于模拟电子设备。

FET是一种三端或者四端器件，其中电场用于控制流经通道的电荷或电流的流动。由于其高输入阻抗、低输出阻抗和高增益能力，FET在电子设备中被广泛使用。

BJT和FET都用于许多不同的设备，并且它们具有许多不同的特性，使它们彼此之间有所区别。本文将充分对比是两者不同的因素。

什么是BJT？

BJT代表双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor）。它是一种三端半导体晶体管，三个端子分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。发射极被重掺杂，基极是中间层，集电极则是轻掺杂。这三个端子结合形成两个PN结。这三个区域通过不同程度的掺杂形成。BJT可以用作放大器，以放大信号，也可以作为电路中的开关。BJT是一种电流控制器件。BJT可以进一步分为两种类型。

NPN 和 PNP 的简单示意图

在NPN型BJT中，发射极和集电极为N型，而基极为P型；在PNP型BJT中，发射极和集电极为P型，而基极为N型。在NPN晶体管中，电流从基极流向发射极；而在PNP晶体管中，电流则从发射极流向基极。BJT是一种三端器件，因此我们可以以以下三种方式进行配置：

1.共基极配置（Common Base Configuration）：在这种配置中，基极作为输入和输出之间的公共端。这种配置具有电压增益，但没有电流增益。

2.共发射极配置（Common Emitter Configuration）：在这种配置中，发射极作为输入和输出之间的公共端。这种配置既具有电压增益，又具有电流增益。

3.共集电极配置（Common Collector Configuration）：在这种配置中，集电极作为输入和输出端口之间的公共端。这种配置没有电压增益，但具有电流增益。

什么是FET?

FET代表场效应晶体管（Field Effect Transistor）。它是一种三端半导体器件，主要由源极（Source）、漏极（Drain）、栅极（Gate）和通常与之连接的体端（Body）组成（加上body就是四端器件）。FET具有一个通道（channel），通过该通道电流从漏极流向源极。FET是一种单极器件，因为只有多数电荷载流子负责电流的流动。

FET可以用作放大器、开关或电压控制电阻器。根据通道的类型，FET可以分为以下两类：

1.N通道FET（N Channel FET）：在这种类型中，通道为N型。

2.P通道FET（P Channel FET）：在这种类型中，通道为P型。

场效应晶体管（FET）主要有两种类型：

1.JFET（结型场效应晶体管）：

JFET代表结型场效应晶体管（Junction Field Effect Transistor）。它是一种三端器件，通常由源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）组成。JFET的工作原理是通过改变栅极电压来控制流经通道的电流，通道的导通性由结的形成和耗尽区的影响决定。

2.MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：

MOSFET代表金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。它是一种四端器件，除了源极、漏极和栅极外，还包括一个衬底（Body）。

BJT（双极性晶体管）和FET（场效应晶体管）在操作原理上有显著的区别。

以下是它们的比较：

BJT（双极性晶体管）：

载流子类型：

BJT使用两种类型的载流子：多数载流子和少数载流子。NPN型晶体管中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子；PNP型则相反。

偏置情况：

在BJT中，发射极-基极结（Emitter-Base Junction）是正向偏置的，而集电极-基极结（Collector-Base Junction）是反向偏置的。

工作原理：

以NPN晶体管为例，当发射极-基极结正向偏置时，电子从发射极流向基极。在基极中，由于基极是轻掺杂的，只有少量电子与少数空穴复合，这导致基极电流的产生。剩余的电子将继续流向反向偏置的集电极-基极结，并形成集电极电流。

电流放大：

BJT的电流放大是由少数载流子的复合引起的，能够实现较大的电流增益。

FET（场效应晶体管）：

载流子类型：

FET是单极器件，只有一种类型的载流子（多数载流子）负责电流的流动。N通道FET中是电子，P通道FET中是空穴。

偏置情况：

FET的工作主要通过栅极电压控制通道的导通性，栅极与通道之间通过绝缘材料隔开（例如MOSFET中的氧化层）。

工作原理：

在FET中，通过调节栅极电压，可以控制通道的宽度，从而调节流经源极和漏极之间的电流。在N通道FET中，增大栅极电压会增加通道中的电子密度，从而增加漏电流。

输入阻抗：

FET具有高输入阻抗，适合用于高阻抗电路，并且对信号的干扰较小。

PNP晶体管的工作方式与NPN晶体管相同，但在PNP晶体管中，主要载流子是空穴。

BJT根据结的偏置情况分为三个不同的工作区域：

IE = 发射极电流，IB = 基极电流，IC = 集电极电流

放大区（active region）集电极-基极结是反向偏置的。晶体管在此区域作为放大器工作。

饱和区域（Saturation Region）：此区域，发射极-基极结和集电极-基极结均为正向偏置。晶体管在此区域作为开关工作。

截止区域（cut off region）:极结均为反向偏置。晶体管在此区域处于关闭状态。

而FET是一种单极（Unipolar）器件，只有多数载流子负责电流的流动。FET具有漏极、栅极、源极和channel。多数载流子从源极进入，通过通道流动并到达漏极。因此，电流的方向是从漏极到源极。施加在栅极端的电压决定了流经通道的电流大小，因此FET被称为电压控制设备。

截止区 (Cut-off Region)：在这个区域，MOSFET的栅源电压（Vgs）小于阈值电压（Vth）。此时，MOSFET处于关闭状态，几乎没有电流流过（Drain Current Id 接近于零），器件不导通。通常用于开关电路中的“关”状态。

线性区 (Linear Region)：当Vgs大于Vth且漏源电压（Vds）相对较小（小于Vgs - Vth）时，MOSFET进入线性区。这时，器件可以被看作一个可变电阻，漏电流Id与Vds成线性关系。

饱和区 (Saturation Region)：当Vgs大于Vth且Vds大于或等于Vgs - Vth时，MOSFET进入饱和区。在这个区域，漏电流Id基本上与Vds无关，主要由Vgs决定。此时，MOSFET被视为开关电路中的“开”状态。

BJT和FET的区别/优缺点

应用

BJT的应用

1.多谐振荡器（Multivibrator）

2.放大器（Amplifier）

3.振荡器（Oscillator）

4.定时器和时间延迟电路（timer and time delay circuit）

5.开关电路（switching circuit）

FET的应用

FET应用非常广泛，目前我们所了解的芯片大部分都采用FET，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机等便携式数码电子产品中随处可见。

如存储芯片，CPU，GPU.

Reference:

1. Semiconductor Devices Physics and Technology.

来源：卡比獸papa