场效应晶体管(FET)是一种利用电场来控制半导体中电流的电子器件。其核心原理是基于栅极电压对导电沟道的调控。在FET中,主要有源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)三个端子。源极和漏极是电流流入和流出的通道,而栅极则像是一个控制开关,通过施加电压来改变源极和漏极之间的导电性能。
具体来说,根据沟道类型的不同,FET可以分为结型场效应晶体管(JFET)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在JFET中,通过在P型或N型半导体两侧形成PN结,当栅极施加电压时,会改变PN结的反向偏置状态,从而调节沟道的宽度,进而控制电流。而在MOSFET中,栅极与半导体之间有一层极薄的二氧化硅绝缘层,栅极电压通过这个绝缘层影响半导体的导电性,形成导电或耗尽沟道。
当栅极电压为零时,MOSFET通常处于关断状态,源极和漏极之间没有电流流过。随着栅极电压的增加,导电沟道逐渐形成,电流开始流动。当栅极电压达到一定阈值时,沟道完全形成,FET进入导通状态,电流可以顺利通过。通过控制栅极电压,就可以精确地调节FET的导电性能,实现电流的开关和放大功能。这一原理使得FET在数字电路、模拟电路和功率控制等领域有着广泛的应用。