電場效應

化學中的電場效應（，又叫場效應Field effect，記作F）是指通過空間的分子內靜電作用，即某取代基在空間產生一個電場，它對另一處的反應中心發生影響。場效應，場效應的作用方向與誘導效應作用方向往往相同，一般很難將這兩種效應區分開。

基本介紹

• 中文名：電場效應
• 外文名：Field effect
• 別名：場效應

化學定義

直接通過空間和溶劑分子傳遞的電子效應。場效應是一種長距離的極性相互作用,是作用距離超過兩個C—C鍵長時的極性效應。化學中的電場效應（Field effect，記作F）是指通過空間的分子內靜電作用，即某取代基在空間產生一個電場，它對另一處的反應中心發生影響。

相關知識

誘導效應

在有機化合物分子中，由於電負性不同的取代基（原子或原子團）的影響，使整個分子中的成鍵電子云密度向某一方向偏移，使分子發生極化的效應，叫誘導效應。由極性鍵所表現出的誘導效應稱做靜態誘導效應，而在化反應過程中由於外電場（如試劑、溶劑）的影響所產生的極化鍵所表現出的誘導效應稱做動態誘導效應。誘導效應只改變鍵內電子云密度分布，而不改變鍵的本性。且與共軛效應相比，無極性交替現象。誘導效應的特徵是電子云偏移沿著σ鍵傳遞，並隨著碳鏈的增長而減弱，最終消失。誘導效應是一種短程力，傳遞到第三個碳時已經很弱，傳到第五個碳時幾乎完全消失。誘導效應是一種靜電作用，是永久性的，屬於電子效應的一種。

影響因素

基團效應

R.戈爾登和L.M.斯托克測定了以下多環酸（見圖）的電離常數p：當X=H 時，p為6.04；X=Cl時，p為6.25；X=COOCH時，p為6.20。直接通過空間和溶劑分子傳遞的電子效應。場效應是一種長距離的極性相互作用，是作用距離超過兩個C—C鍵長時的極性效應。

在以上分子中，X基團與COOH基團之間相隔四個單鍵，X基團的誘導效應對p的變化影響很小。此外，分子內生成氫鍵的可能性也很小。因此，上述化合物的pH的差別可用場效應來解釋。當X=Cl和COOCH時，其pH大於X=H時的pH，其原因是基團X吸收電子後形成偶極C—X的場效應，通過空間或溶劑分子直接影響了COOH的電離。場效應的作用方向與誘導效應作用方向往往相同，一般很難將這兩種效應區分開。

幾何關係

場效應還與分子的幾何形狀有關。例如下列兩個化合物（見圖）的p和酯化反應速率常數大小不一樣,它們的次序是a>b。在a、b兩個化合物中，氯原子對COOH的誘導效應是相同的，這兩種基團之間插入相同數目的C—C鍵。但它們的場效應則不相同,在化合物b中的氯原子通過空間與 COOH的相互作用距離要比化合物a的作用距離近一些，因此a的酸度較大。這說明場效應確是存在的。

其他領域的重要套用---半導體物理

場效應（field effect）

電場對半導體的影響。在電場作用下半導體中自由電子和自由空穴的平衡遭到破壞。如MOS結構在不同的電場作用下，由於電場對半導體內載流子的吸引或排斥作用而在半導體表面附近產生載流子的積累或耗盡，通常把這種半導體表面電導受垂直電場調製的效應稱為場效應。

場效應管

場效應電晶體（Field Effect Transistor縮寫FET）簡稱場效應管。主要有兩種類型（junction FET—JFET）和金屬 - 氧化物半導體場效應管（metal-oxide semiconductor FET，簡稱MOS-FET）。由多數載流子參與導電，也稱為單極型電晶體。它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。場效應管（FET）是利用控制輸入迴路的電場效應來控制輸出迴路電流的一種半導體器件，並以此命名。由於它僅靠半導體中的多數載流子導電，又稱單極型電晶體。FET 英文為Field Effect Transistor，簡寫成FET。

與雙極型電晶體相比，場效應管具有如下（柵源電壓）來控制ID（漏極電流）；
（2）場效應管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻（107～1012Ω）很大。
（3）它是利用多數載流子導電，因此它的溫度穩定性較好；
（4）它組成的放大電路的電壓放大係數要小於三極體組成放大電路的電壓放大係數；
（5）場效應管的抗輻射能力強；
（6）由於它不存在雜亂運動的電子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。