场效应管结构与符号
MOS场效应管
N
N
P
G
P型基底 SiO2绝缘层
S
导电沟道
N沟道增强型
3
SG D
P
P
N
D G
S
P 沟道增强型
4
2、MOS管的工作原理
UGS=0时
UGS UDS
S GD
ID=0
对应截止区
N
N
P
D-S 间总有一
个反接的PN
结
5
UGS>0时
UGS UDS
S GD
UGS足够大时 (UGS>VGS(Th)) 感应出足够多电
画电路的交流等效电路如右图,这里采用的是MOS管的简化模型,可得:
AVv vo i gm vvggsR s DgmRD
46
二、有源电阻
ID
unCoxW 2L
(VGS
VGS
(
th )
)2
(1
VDS VA
)
unCoxW 2L
(VGS
VGS(th) )2 (1 VDS )
unCoxW 2L
予夹断曲线
40
四、主要参数:
1、夹断电压VP:
2、饱和漏极电流IDSS:
3、直流输入电阻RGS(DC):栅压除栅流
4、低频跨导gm:
gm viGDS|vDS常数
5、输出电阻rd: 6、最大漏极电流IDM:
rd viDDS|vGS常数
7、最大耗散功率PDM:
8、击穿电压:V(BR)DS、V(BR)GS
V GS
)2
( th )
0 . 25 (11 2 I D 5 ) 2
I
场效应管介绍
场效应管原理场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。
有N沟道器件和P沟道器件。
有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)。
1.1 1.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型(Enhancement MOS 或EMOS)和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS)两大类,每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。
场效应管有三个电极:D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极;G(Gate) 称为栅极,相当于双极型三极管的基极;S(Source) 称为源极,相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管一、工作原理1.沟道形成原理当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间的电容作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层。
耗尽层中的少子将向表层运动,但数量有限,不足以形成沟道,所以仍然不足以形成漏极电流ID。
进一步增加VGS,当VGS>VGS(th)时(VGS(th) 称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。
如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。
在栅极下方形成的导电沟1线性电子电路教案道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层(inversion layer)。
随着VGS的继续增加,ID将不断增加。
第3章 场效应管
VGS = 4 V, VDS = 6 V
ID = 1 mA
例2. 单电源供电的N沟道DMOS管电路,已知,RG=1MΩ, RS=4kΩ,RD=5kΩ,VDD=5V,管子参数为µnCoxW/(2l) =0.25mA/V2,VGS(th)=-2V,求ID。
VS = I DQ RS = 4I D
VGS = VG − VS = −4I D
ID =
µn CoxW
2l = 0.25(−4 I D + 2) 2
(VGS − VGS(th) ) 2
解得ID=0.25mA和1mA。显然ID=1mA应舍去。 取ID=0.25mA,求得 VGS = 0 − I DQ RS = 0 − 0.25 × 4 = −1
VDS = VDD − I DQ ( RD + RS ) = 5 − 0.25 × 9 = 2.75
µ n CoxW
2l
例 在下图所示N沟道EMOS管电路中,已知RG1=1.2 MΩ, RG2=0.8 MΩ,RS=4 kΩ,RD=10 kΩ,VDD=20 V,管子 参数为µCoxW/(2l)=0.25 mA/V2,VGS(th)=2 V,试求ID。 解
IG = 0
VG = VDD RG2 0.8 = 20 × = 8 (V) RG1 + RG2 1.2 + 0.8
三、vGS>VGS(th),vDS>vGS-VGS(th)
当 vDS=vGS-VGS(th)时,近漏端沟道夹断。夹断后, vGA=vGS(th),夹断 点到源极的电压vAS也就恒为(vGS-VGS(th)),沟道电流iD不再随vDS的 变化而变化,只受vGS控制。这种沟道夹断与vGS<VGS(th) 整个沟道夹 断iD=0的情况不同。通常由vDS引起近漏极端的夹断称为预夹断。预 夹断后对应的工作区称为饱和区又称放大区。 但若考虑沟道长度调制效应(夹断点A会随着vDS的增加而向源极移 动),当vGS 一定时,iD会随着vDS的增加而略微增加。
电工电路图中场效应管的符号标识
电工电路图中场效应管的符号标识场效应管(Field-Effect Transistor)简称FET,是一种典型的电压控制型半导体器件,具有输入阻抗高、噪声小、热稳定性好、便于集成等特点,但容易被静电击穿。
场效应管有三只引脚,分别为漏极(D)、源极(S)、栅极(G)。
在电工电路图中,场效应管以专用的图形符号和电路标识进行体现。
场效应管在电工电路图中的标识通常分为两部分,一部分是图形符号,标识场效应管的类型,一部分是字母+数字,标识该场效应管在电路中的序号及型号等信息。
据图可知,图形符号体现出了场效应管的基本类型;引线由图形符号两端伸出,与电路图中的电路线连通,构成电子线路;电路标识通常提供了场效应管的类别、名称、序号以及场效应管型号等参数信息。
在实际应用中,场效应晶体管的类型多种多样,相对应的图形符号也有所区别,因此,了解不同类型的场效应晶体管的图形符号,对识读电工电路图有重要意义。
如表所示为常见场效应管的图形符号以及外形。
结型场效应管是在一块N型(或P型)半导体材料两边制作P型(或N型)区,从而形成PN结构成。
与中间半导体相连接的两个电极称为漏极Drain(用D表示)和源极Source (用S表示),而把两侧的半导体引岀的电极相连接在一起称为栅极Gat (用G表示)。
结型场效应管是利用沟道两边的耗尽层宽窄,改变沟道导电特性来控制漏极电流的。
绝缘栅型场效应管(MOS)由金属、氧化物、半导体材料制成,通常简称为MOS场效应管。
绝缘栅型场效应管是利用感应电荷的多少,改变沟道导电特性来控制漏极电流的。
它与结型场效应管的外形相同,只是型号标记不同。
MOS场效应管一般被用于音频功率放大,开关电源、逆变器、电源转换器、镇流器、充电器、电动机驱动、继电器驱动等电路。
在识读电路时,可根据场效应管的电路符号,识读出电路中场效应管的类型,然后再通过电路符号旁的标识信息了解该场效应管的型号以及连接关系等辅助信息,这是完成识图的第一步。
场效应管的作用、规格及分类
场效应管的作用、规格及分类1.什么叫场效应管?FET是Field-Effect-Transistor的缩写,即为场效应晶体管。
一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。
FET应用范围很广,但不能说现在普及的双极型晶体管都可以用FET替代。
然而,由于FET的特性与双极型晶体管的特性完全不同,能构成技术性能非常好的电路。
2. 场效应管的工作原理:(a) JFET的概念图(b) JFET的符号图1(b)门极的箭头指向为p指向 n方向,分别表示内向为n沟道JFET,外向为p沟道JFET。
图1(a)表示n沟道JFET的特性例。
以此图为基础看看JFET的电气特性的特点。
首先,门极-源极间电压以0V时考虑(VGS =0)。
在此状态下漏极-源极间电压VDS 从0V增加,漏电流ID几乎与VDS 成比例增加,将此区域称为非饱和区。
VDS 达到某值以上漏电流ID 的变化变小,几乎达到一定值。
此时的ID 称为饱和漏电流(有时也称漏电流用IDSS 表示。
与此IDSS 对应的VDS 称为夹断电压VP ,此区域称为饱和区。
其次在漏极-源极间加一定的电压VDS (例如0.8V),VGS 值从0开始向负方向增加,ID 的值从IDSS 开始慢慢地减少,对某VGS 值ID =0。
将此时的VGS 称为门极-源极间遮断电压或者截止电压,用VGS (off)示。
n沟道JFET的情况则VGS (off) 值带有负的符号,测量实际的JFET对应ID =0的VGS 因为很困难,在放大器使用的小信号JFET时,将达到ID=0.1-10μA 的VGS 定义为VGS (off) 的情况多些。
关于JFET为什么表示这样的特性,用图作以下简单的说明。
场效应管工作原理用一句话说,就是"漏极-源极间流经沟道的I,用以门D"。
MOS管的引脚,G、S、D分别代表什么?
MOS管的引脚,G、S、D分别代表什么?
MOS管是电路设计中常用的功率开关器件,是压控型的,有三个电极,分别是:栅极G、源极S、漏极D。
MOS管分为NMOS和PMOS,其电路符号如下图所示。
栅极G
MOS管的栅极G是控制端,名字为gate,在G端加入高低电平即可控制MOS管的开断。
对于NMOS而言,要求Vgs>0时,MOS 管导通,否则MOS关断;对于PMOS而言,要求Vgs<0时,MOS管导通,否则MOS关断。
源极S
源极,名字为Source,简称S。
对NMOS而言,源极S是流出端,对PMOS而言,源极S是流入端。
漏极D
漏极,名字为Drain,简称D。
对NMOS而言,漏极D是流入端,对PMOS而言,源极S是流出端。
MOS管常用的封装有TO-220,TO-263,SOT23等,一般从左往右的顺序为G、S、D,对于具体的芯片大家可以查阅其datasheet。
MOS管也叫场效应管,它是一种半导体器件。
它分别有三个极,D-极(也叫漏极)、G-极(也叫栅极)、S-极(也叫源极)。
它的特性有输入电阻高、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。
模电第一章半导体基础(场效应管)
④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值, 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值,对 于结型场效应三极管, 约大于10 于结型场效应三极管,反偏时RGS约大于 7 ,对 约是10 于绝缘栅型场效应三极管, 于绝缘栅型场效应三极管 RGS约是 9~1015 。 低频跨导g ⑤ 低频跨导 m 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用, 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用, gm可以在转 移特性曲线上求取,单位是 移特性曲线上求取,单位是mS(毫西门 毫西门 子)。 。 最大漏极功耗P ⑥ 最大漏极功耗 DM 最大漏极功耗可由P 决定, 最大漏极功耗可由 DM= uDS iD决定,与双极型 三极管的P 相当。 三极管的 CM相当。
的区域,曲线基本平行等距。 的区域,曲线基本平行等距。 此时,发射结正偏, 此时,发射结正偏,集电结 反偏,电压大于0.7 左右 左右(硅 反偏,电压大于 V左右 硅 管) 。
1.4 场效应管
结型场效应管 绝缘栅型场效应管 场效应管的主要参数 晶体管和场效应管的比较
概述
1.定义 1.定义 是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。 是利用电场效应来控制输出电流的半导体器件。 电场效应来控制输出电流的半导体器件 仅一种载流子参与导电,又称单极型晶体管 单极型晶体管。 因仅一种载流子参与导电,又称单极型晶体管。 2.分类 2.分类 从参与导电的载流子来划分, 沟道器件和 从参与导电的载流子来划分,有N沟道器件和 沟道 P沟道器件。 沟道器件 沟道器件。 从场效应管的结构来划分, 从场效应管的结构来划分,有结型场效应管 绝缘栅型场效应管。 和绝缘栅型场效应管。
DS
UGS(th) UGS(th)
2UGS(th) 2UGS(th)
转移特性曲线
场效应管的符号
场效应管的符号
和结构、工作原理及特点
一、场效应管的符号和结构
1. 符号
场效应管的符号为一个三角形,三角形上方有一个源极标记,下方有
一个漏极标记,中间是一个控制极标记。
2. 结构
场效应管由源极、漏极和控制极组成。
其中,源极和漏极之间是一段
半导体材料(通常为硅或者砷化镓)形成的导电通道。
控制极通过外
加电压来改变导电通道的电阻,从而控制电流的流动。
二、场效应管的工作原理
1. N沟道MOSFET(N-MOSFET)
N-MOSFET由P型基底、N型漏极和源极组成。
当控制极加正电压时,
会在P型基底与N型漏极之间形成一条N型导电通道,从而使得源漏之间产生电流。
2. P沟道MOSFET(P-MOSFET)
P-MOSFET由N型基底、P型漏极和源极组成。
当控制极加负电压时,会在N型基底与P型漏极之间形成一条P型导电通道,从而使得源漏之间产生电流。
三、场效应管的特点
1. 控制电压低
场效应管的控制电压通常只需要几伏特,因此可以用低电平信号来控
制高电平信号。
2. 输入阻抗高
场效应管的输入阻抗很高,可以达到几百兆欧姆,因此对输入信号的
影响很小。
3. 输出阻抗低
场效应管的输出阻抗很低,可以达到几十欧姆,从而可以驱动负载。
4. 噪声小
场效应管噪声小,因为它没有晶体管中的热噪声源。
5. 可靠性好
场效应管没有PN结和P型基底等易受损件,因此可靠性比晶体管高。
6. 速度快
场效应管的速度比晶体管快,因为它没有PN结和P型基底等慢速元件。
结型场效应管(JFET)的结构和工作原理
结型场效应管(JFET的结构和工作原理1. JFET的结构和符号D Os AN沟道JFET P沟道JFET2.工作原理(以N沟道JFET为例)N沟道JFET工作时,必须在栅极和源极之间加一个负电压——V GS< 0 ,在D-S间加一个正电压——V DS>0.栅极一沟道间的PN结反偏,栅极电流i G 0,栅极输入电阻很高(高达107以上)。
N沟道中的多子(电子)由S向D运动,形成漏极电流i D。
i D的大小取决于V DS的大小和沟道电阻。
改变V GS可改变沟道电阻,从而改变i D。
主要讨论V S对i D的控制作用以及V DS对i D的影响。
①栅源电压V GS对i D的控制作用当V GS V 0时,PN结反偏,耗尽层变宽,沟道变窄,沟道电阻变大,I D减小;V GS更负时,沟道更窄,I D更小;直至沟道被耗尽层全部覆盖,沟道被夹断,I D ~ 0。
这时所对应的栅源电压V GS称为夹断电压V P。
②漏源电压V DS对i D的影响在栅源间加电压V GS v 0 ,漏源间加正电压V DS > 0。
则因漏端耗尽层所受的反偏电压为V GD= V GS-V DS,比源端耗尽层所受的反偏电压V GS大,(如:V Gs=-2V, V DS =3V, V P=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为V GD=-5V,源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端宽,沟道比源端窄,故V DS对沟道的影响是不均匀的,使沟道呈楔形。
当V DS增加到使V GD=V GS-V DS = V P时,耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。
当V DS继续增加时,预夹断点下移,夹断区向源极方向延伸。
由于夹断处电阻很大,使V DS主要降落在该区,产生强电场力把未夹断区的载流子都拉至漏极,形成漏极电流I D。
预夹断后I D基本不随V DS增大而变化。
①V GS对沟道的控制作用当V GS< 0时,PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄。
场效应管符号
场效应管符号
场效应管(Field-Effect Transistor,FET)的符号通常由以下几个主要元素组成:
门极(Gate):
门极是场效应管的控制端,用于控制电流流动。
它通常表示为一条向内弯曲的箭头或一个倒三角形,位于符号的左边。
源极(Source):
源极是场效应管的起始点,电流从源极流入。
它通常表示为一条水平线段,位于符号的左下方。
漏极(Drain):
漏极是场效应管的结束点,电流从漏极流出。
它通常表示为一条水平线段,位于符号的左上方。
通道(Channel):
通道是源极和漏极之间的路径,控制门极电压可以改变通道的导电性。
它通常表示为一个与源极和漏极之间相连的直线段。
下面是场效应管(N沟道MOSFET)的符号示例:
G
|
|
-----|-----
D | S
在该示例中,G代表门极(Gate),D代表漏极(Drain),S代表源极(Source),而通道则在D和S之间的连接线上。
请注意,不同类型的场效应管(如P沟道MOSFET)在符号中可能会有细微的差异,但整体结构和表示方式大致相似。
场效应管及其参数符号意义
场效应管及其参数符号意义场效应管(英缩写FET)是电压控制器件,它由输入电压来控制输出电流的变化。
它具有输入阻抗高噪声低,动态范围大,温度系数低等优点,因而广泛应用于各种电子线路中。
供应信息需求信息一、场效应管的结构原理及特性场效应管有结型和绝缘栅两种结构,每种结构又有N沟道和P沟道两种导电沟道。
1、结型场效应管(JFET)(1)结构原理它的结构及符号见图1。
在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极,又在硅棒的两侧各做一个P区,形成两个PN结。
在P区引出电极并连接起来,称为栅极Go这样就构成了N型沟道的场效应管图1、N沟道结构型场效应管的结构及符号由于PN结中的载流子已经耗尽,故PN基本上是不导电的,形成了所谓耗尽区,从图1中可见,当漏极电源电压ED一定时,如果栅极电压越负,PN结交界面所形成的耗尽区就越厚,则漏、源极之间导电的沟道越窄,漏极电流ID就愈小;反之,如果栅极电压没有那么负,则沟道变宽,ID变大,所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化,就是说,场效应管是电压控制元件。
(2)特性曲线1)转移特性图2(a)给出了N沟道结型场效应管的栅压---漏流特性曲线,称为转移特性曲线,它和电子管的动态特性曲线非常相似,当栅极电压VGS=0时的漏源电流。
用IDSS表示。
VGS变负时,ID逐渐减小。
ID接近于零的栅极电压称为夹断电压,用VP表示,在0≥VGS≥VP的区段内,ID与VGS的关系可近似表示为:ID=IDSS(1-|VGS/VP|)△△)|VDS=常微(微欧)|其跨导gm为:gm=(ID/VGS式中:ID△-----漏极电流增量(微安)△-----栅源电压增量(伏)VGS图2、结型场效应管特性曲线2)漏极特性(输出特性)图2(b)给出了场效应管的漏极特性曲线,它和晶体三极管的输出特性曲线很相似。
①可变电阻区(图中I区)在I区里VDS比较小,沟通电阻随栅压VGS而改变,故称为可变电阻区。
当栅压一定时,沟通电阻为定值,ID随VDS近似线性增大,当VGS<VP时,漏源极间电阻很大(关断)。
(完整word版)MOS管概述
基本电子电路系列——MOS管MOS管学名是场效应管,是金属-氧化物-半导体型场效应管,英文:MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),属于绝缘栅型。
本文就结构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师的话简单描述。
其结构示意图:解释1:沟道上面图中,下边的p型中间一个窄长条就是沟道,使得左右两块P型极连在一起,因此mos管导通后是电阻特性,因此它的一个重要参数就是导通电阻,选用mos管必须清楚这个参数是否符合需求。
解释2:n型上图表示的是p型mos管,读者可以依据此图理解n型的,都是反过来即可。
因此,不难理解,n型的如图在栅极加正压会导致导通,而p型的相反。
解释3:增强型相对于耗尽型,增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通,如图。
栅极电压越低,则p型源、漏极的正离子就越靠近中间,n衬底的负离子就越远离栅极,栅极电压达到一个值,叫阀值或坎压时,由p型游离出来的正离子连在一起,形成通道,就是图示效果。
因此,容易理解,栅极电压必须低到一定程度才能导通,电压越低,通道越厚,导通电阻越小。
由于电场的强度与距离平方成正比,因此,电场强到一定程度之后,电压下降引起的沟道加厚就不明显了,也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的。
耗尽型的是事先做出一个导通层,用栅极来加厚或者减薄来控制源漏的导通。
但这种管子一般不生产,在市面基本见不到。
所以,大家平时说mos管,就默认是增强型的。
解释4:左右对称图示左右是对称的,难免会有人问怎么区分源极和漏极呢?其实原理上,源极和漏极确实是对称的,是不区分的。
但在实际应用中,厂家一般在源极和漏极之间连接一个二极管,起保护作用,正是这个二极管决定了源极和漏极,这样,封装也就固定了,便于实用。
我的老师年轻时用过不带二极管的mos管。
非常容易被静电击穿,平时要放在铁质罐子里,它的源极和漏极就是随便接。
解释5:金属氧化物膜图中有指示,这个膜是绝缘的,用来电气隔离,使得栅极只能形成电场,不能通过直流电,因此是用电压控制的。
场效应管(mosfet)参数符号意义
Cds---漏-源电容Cdu---漏-衬底电容Cgd---栅-源电容Cgs---漏-源电容Ciss---栅短路共源输入电容Coss---栅短路共源输出电容Crss---栅短路共源反向传输电容D---占空比(占空系数,外电路参数)di/dt---电流上升率(外电路参数)dv/dt---电压上升率(外电路参数)ID---漏极电流(直流)IDM---漏极脉冲电流ID(on)---通态漏极电流IDQ---静态漏极电流(射频功率管)IDS---漏源电流IDSM---最大漏源电流IDSS---栅-源短路时,漏极电流IDS(sat)---沟道饱和电流(漏源饱和电流)IG---栅极电流(直流)IGF---正向栅电流IGR---反向栅电流IGDO---源极开路时,截止栅电流IGSO---漏极开路时,截止栅电流IGM---栅极脉冲电流IGP---栅极峰值电流IF---二极管正向电流IGSS---漏极短路时截止栅电流IDSS1---对管第一管漏源饱和电流IDSS2---对管第二管漏源饱和电流Iu---衬底电流Ipr---电流脉冲峰值(外电路参数)gfs---正向跨导Gp---功率增益Gps---共源极中和高频功率增益GpG---共栅极中和高频功率增益GPD---共漏极中和高频功率增益ggd---栅漏电导gds---漏源电导K---失调电压温度系数Ku---传输系数L---负载电感(外电路参数)LD---漏极电感Ls---源极电感rDS---漏源电阻rDS(on)---漏源通态电阻rDS(of)---漏源断态电阻rGD---栅漏电阻rGS---栅源电阻Rg---栅极外接电阻(外电路参数)RL---负载电阻(外电路参数)R(th)jc---结壳热阻R(th)ja---结环热阻PD---漏极耗散功率PDM---漏极最大允许耗散功率PIN--输入功率POUT---输出功率PPK---脉冲功率峰值(外电路参数)to(on)---开通延迟时间td(off)---关断延迟时间ti---上升时间ton---开通时间toff---关断时间tf---下降时间trr---反向恢复时间Tj---结温Tjm---最大允许结温Ta---环境温度Tc---管壳温度Tstg---贮成温度VDS---漏源电压(直流)VGS---栅源电压(直流)VGSF--正向栅源电压(直流)VGSR---反向栅源电压(直流)VDD---漏极(直流)电源电压(外电路参数)VGG---栅极(直流)电源电压(外电路参数)Vss---源极(直流)电源电压(外电路参数)VGS(th)---开启电压或阀电压V(BR)DSS---漏源击穿电压V(BR)GSS---漏源短路时栅源击穿电压VDS(on)---漏源通态电压VDS(sat)---漏源饱和电压VGD---栅漏电压(直流)Vsu---源衬底电压(直流)VDu---漏衬底电压(直流)VGu---栅衬底电压(直流)Zo---驱动源内阻η---漏极效率(射频功率管)Vn---噪声电压aID---漏极电流温度系数ards---漏源电阻温度系数。
结型场效应管(JFET)的结构及工作原理
结型场效应管(JFET)的结构及工作原理2015-07-12结型场效应管场效应管是一种利用电场效应来控制电流的一种半导体器件,是仅由一种载流子参与导电的半导体器件。
从参与导电的载流子来划分,它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。
场效应管分为结型和MOS型两种,结型包括N沟沟道和P沟道,MOS型也包括N沟道和P沟道两种,它们分别包含了增强型和耗尽型。
1. N沟道结型场效应管的结构和符号结型场效应管是一种利用耗尽层宽度改变导电沟道的宽窄来控制漏极电流的大小的器件。
它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN 结,形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。
P区即为栅极g(G),N型硅的一端是漏极d(D),另一端是源极s(S)。
箭头方向表示栅结正偏或正偏时栅极电流方向。
N沟道结型场效应管结构动画(1)VGS对导电沟道的影响:(a) VGS=0,VDS=0,ID=0VP(VGS(OFF) ):夹断电压栅源之间是反偏的PN结,RGS>107Ω,所以IG=0(b) 0<│VGS│< │VP│(c) |VGS | = │VP│ ,│VGS│↑→耗尽层变宽导电沟道被全夹断(2)VDS>0 但|VGS-VDS| < | VP | ,时(a) VDS增加,d端电位高,s端电位低,导电沟道内存在电位梯度,所以耗尽层上端变宽。
VDS↑→ ID ↑(b)| VGS- VDS | = | VP |时,导电沟道在a点相遇,沟道被夹断。
VGS=0时,产生夹断时的ID称为漏极饱和电流IDSS(c) VDS↑→夹端长度↑场强↑→ ID=IDSS基本不变。
输出特性: 表示VGS一定时,iD与VDS之间的变化关系。
结型场效应管的输出特性动画(1) 截止区(夹断区)如果VP= -4V,VGS= -4V以下区域就是截止区VGS≤ VP ID=0(2) 放大区(恒流区)产生夹断后,VDS增大,ID不变的区域│VGS -VDS │≥│VP│VDS↑→ID不变处于恒流区的场效应管相当于一个压控电流源(2) 饱和区(可变电阻区)未产生夹断时,VDS增大,ID随着增大的区域│VGS -VDS│≤│VP│VDS↑→ID处于饱和区的场效应管相当于一个压控可变电阻结型效应管的工作原理动画转移特性 : 表示vDS一定时,iD与vGS之间的变化关系。
场效应管电路图符号
场效应管电路图符号
说到场效应管的长相唯恐我就不用贴图了,在电路图中它常用
表示,关于它的构造原理由于比较抽象,我们是通俗化讲它的使用,所以不去多讲,由于依据使用的场合要求不同做出来的种类繁多,特性也都不尽相同;我们在mpn中常用的一般是作为电源供电的电控之开关使用,所以需要通过电流比较大,所以是使用的比较特别的一种制造方法做出来了增加型的场效应管(MOS型),它的电路图符号:
认真看看你会发觉,这两个图好像有差别,对了,这实际上是两种不同的增加型场效应管,第一个那个叫N沟道增加型场效应管,其次个那个叫P沟道增加型场效应管,它们的的作用是刚好相反的。
前面说过,场效应管是用电掌握的开关,那么我们就先讲一下怎么使用它来当开关的,从图中我们可以看到它也像三极管一样有三个脚,这三个脚分别叫做栅极(G)、源极(S)和漏极(D),mpn中的贴片元件示意图是这个样子:
1脚就是栅极,这个栅极就是掌握极,在栅极加上电压和不加上电压来掌握2脚和3脚的相通与不相通,N沟道的,在栅极加上电压2脚和3脚就通电了,去掉电压就关断了,而P沟道的刚好相反,在栅极加上电压就关断(高电位),去掉电压(低电位)就相通了!。
场效应管画法
场效应管画法一、场效应管符号场效应管符号通常包括三个电极:源极(S)、栅极(G)和漏极(D)。
在电路图中,场效应管的符号通常表示为一条直线,中间有一个矩形,分别标有S、G和D。
二、源极、栅极、漏极源极(Source):通常指电子的供应端,是电流的流出端。
在N型场效应管中,源极的电位通常比漏极低,而在P型场效应管中则相反。
栅极(Gate):通常用于控制源极和漏极之间的沟道,改变电场来调节源极和漏极之间的电流。
漏极(Drain):通常指电子的接收端,是电流的流入端。
在N型场效应管中,漏极的电位通常比源极高,而在P型场效应管中则相反。
三、三个电极的直流电路画法在直流电路中,场效应管的三个电极都有一定的电压和电流。
根据不同类型的场效应管,三个电极的电压和电流关系有所不同。
通常,源极和漏极之间的电压差为电源电压,栅极电压可以通过偏置电路来调节。
四、偏置电路的画法偏置电路是用于调节场效应管的工作状态的电路。
它可以通过调节栅极电压来控制沟道的开启和关闭,从而调节源极和漏极之间的电流。
在电路图中,偏置电路通常由电阻、电容等元件组成。
五、输出特性曲线画法输出特性曲线是描述场效应管在不同栅极电压下的工作状态。
在不同的栅极电压下,源极和漏极之间的电流会有所不同,形成一条曲线。
通过输出特性曲线可以确定场效应管的工作状态,以及其在不同工作点下的性能表现。
六、转移特性曲线画法转移特性曲线是描述场效应管在不同源极和漏极电压下的工作状态。
在不同的源极和漏极电压下,栅极电压会有所不同,形成一条曲线。
通过转移特性曲线可以确定场效应管的阈值电压等参数。
七、跨导的画法跨导是描述场效应管在不同源极和漏极电压下的响应速度。
它表示了场效应管在栅极电压变化时源极和漏极之间的电流变化速度。
在电路图中,跨导通常用跨导系数来表示,通过测量在不同源极和漏极电压下的跨导值可以确定场效应管的性能表现。
场效应管的符号
场效应管的符号场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种主要用于放大和开关电路中的电子元件。
它是由半导体材料构成的,具有三种基本结构:n型-沟道型(n-channel)场效应管,p型-沟道型(p-channel)场效应管和增强型(Enhancement)场效应管。
n型-沟道型场效应管的符号如下图所示:D||___|___| |G --| |--|___|| || ||___|||S该符号中,字母D代表“漏极”(Drain),字母S代表“源极”(Source),字母G代表“栅极”(Gate)。
沟道型场效应管的栅极和源极之间有一个n型沟道,当栅极的电场作用下,沟道中的导电性能发生变化,从而控制从漏极到源极的电流。
p型-沟道型场效应管的符号与n型-沟道型场效应管的符号类似,只是沟道的材料变为p型半导体。
增强型场效应管的符号如下图所示:D||___|___| |G --| |--| || || || || || || ||___|||S在增强型场效应管中,栅极和源极之间没有直接连接的沟道,因此当栅极电压为0时,漏极到源极的电流非常小。
只有当栅极施加正向电压时,才能形成一个通道,电流才能流动。
FET的符号除了代表不同类型FET的差异外,还标明了不同的引脚,以便在电路连接时正确地将其放置。
在FET的符号中,源极一般是箭头所指方向的左下角,而漏极则是箭头所指方向的右上角。
总结起来,场效应管的符号包括三个主要部分:源极、漏极和栅极,并且根据不同类型的FET,其符号会有所不同。
这就是关于场效应管的符号的详细解释和说明。
不同类型的FET有不同的引脚配置和工作原理,深入了解FET的符号可以帮助我们正确地使用和连接这些器件。
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应管(MOSFET)。场效应管的分类如下图2-33所示。
【场效应管的结构及符号】 如图2-34所示的是增 强型N沟道绝缘栅场效应管的结构图。表2-23为各 种场效应晶体管的电路符号。 以增强型N沟道绝缘栅场效应管为例:
授课班级
课程名称
电子技术基础 与Βιβλιοθήκη 能教学内容 课堂类型 学时 教学目的 学时
场效应晶体管放大器
授课 时间
1、场效应管的结构及符号 2、场效应晶体管的特性曲线 3、场效应晶体管电压放大作用
教学重、 教学重、难点:场效应晶体管电压放大作用 难点
教学内容及步骤 备注
2.6 场效应晶体管放大器
场效应晶体管简称场效应管(FET),场效应管与三极管一样, 具有放大能力。场效应晶体管与三极管不同,场效应管是一种压控 电源器件,即流入的漏极电流ID受栅-源电压UGS控制。 按结构的不同,场效应晶体管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅 场效