场效应管特性
场效应管特点
场效应管特点
场效应管是一种常见的电子元器件,具有广泛的应用。
以下是场效应管的几个主要特点:
1. 输入阻抗高
场效应管的输入阻抗很高,这意味着它对信号的衰减很小。
在电路中,高输入阻抗可以提高电路的灵敏度和动态范围,有利于信号的传输和处理。
2. 噪声低
场效应管的噪声比较低,尤其是在低频和直流情况下。
低噪声有利于提高电路的信噪比,使得信号能够更清晰地传输。
3. 功耗低
场效应管的功耗较低,因此在许多应用中可以降低电源的功耗和热损耗。
低功耗也有利于提高设备的可靠性和寿命。
4. 频率特性好
场效应管的频率特性较好,适合用于高频电路和高速数字电路中。
在高频情况下,场效应管的响应速度很快,可以有效地放大或开关信号。
5. 兼容性高
场效应管与其他类型的电子元器件具有良好的兼容性。
例如,它可以与晶体管、集成电路等其他元器件配合使用,实现复杂的电路功能。
总之,场效应管具有高输入阻抗、低噪声、低功耗、好频率特性
和高兼容性等特点,因此在许多领域都有广泛的应用。
hy1908场效应管参数
hy1908场效应管参数场效应管(Field-Effect Transistor,简称FET)是一种常见的电子器件,由三个区域组成:栅极(G)区域,漏极(D)区域和源极(S)区域。
FET是根据电场效应控制电流的一种晶体管。
参数是评估和描述FET性能和特性的重要指标。
以下是一些常见的场效应管参数:1. 开关特性:场效应管的开关特性指的是FET的导通和截止状态。
在导通状态下,电流可以在漏极和源极之间自由流动;而在截止状态下,电流无法通过管道。
FET的开关特性取决于栅极电压和栅极-源极电压之间的关系。
2. 阈值电压:场效应管的阈值电压是指栅极电压达到一定程度时,FET开始导通的电压。
阈值电压决定了FET的导通和截止状态之间的转换点。
3. 最大漏极电流:FET的最大漏极电流是指在特定的工作条件下,允许通过FET的最大电流。
超过最大漏极电流可能会导致FET受损或损坏。
4. 最大漏箝电压:场效应管的最大漏箝电压是指在特定工作条件下,允许施加在漏极和源极之间的最大电压。
超过最大漏箝电压可能导致FET受损或损坏。
5. 开沟电压:开沟电压是指在特定工作条件下,栅极电压下降到一定程度时,FET的漏极电流降低到很小的值。
开沟电压通常用于控制FET的导通和截止状态。
6. 输入电容:输入电容是指在FET栅极和源/漏极之间的电容。
输入电容可以影响信号传输和频率响应。
7. 输出电容:输出电容是指在FET漏极和源/栅极之间的电容。
输出电容可以影响FET的响应速度和频率响应。
8. 噪声系数:噪声系数是一个衡量FET性能的参数,描述了FET引入的信号噪声。
低噪声系数是理想的特性,表示FET能够提供较低的噪声水平。
9. 放大倍数:放大倍数是指FET在放大信号时产生的输出电压和输入电压之间的比例。
放大倍数通常由管子的特性曲线和工作点确定。
10. 温度特性:温度特性是指FET在不同温度下的性能变化。
温度变化可能会影响FET的阈值电压、导通电阻和电流特性。
4110场效应管参数
4110场效应管参数
场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种三极真空管结构的半导体器件,其主要参数包括以下几个:
1. 静态工作点:静态工作点(也称为偏置点)是指场效应管在无信号输入时的直流工作状态,一般由栅源电压(Vgs)和源极电流(Id)确定。
静态工作点的选择对于放大器的线性度和功率转换效率有重要影响。
2. 转移特性:转移特性是指场效应管的栅源电流(Ig)与栅源电压(Vgs)之间的关系。
转移特性曲线用于描述管子的增益特性。
3. 输出特性:输出特性是指场效应管的漏极电流(Id)与漏源电压(Vds)之间的关系。
输出特性曲线可以用来分析管子的电流输出特性和工作状态。
4. 放大倍数:放大倍数是指场效应管输入电信号与输出电信号的比值,通常用电流增益(A)表示,即输出电流与输入电流的比值。
5. 最大漏极电压(Vdsmax):最大漏极电压是指场效应管在工作过程中所能承受的最大漏极电压,超过该电压可能会导致管子击穿和损坏。
6. 最大漏极电流(Idmax):最大漏极电流是指场效应管在工作过程中所能承受的最大漏极电流,超过该电流会导致管子过
热和损坏。
7. 开启电压(Vth):开启电压是指场效应管开始导通的门源电压阈值,当栅源电压大于或等于开启电压时,场效应管开始导通。
8. 输出电阻(Rout):输出电阻是指场效应管在漏极电流不变时,漏极电压变化1V所对应的输出电阻。
以上仅是场效应管的一些常见参数,不同型号和制造商的场效应管的参数可能会有所不同。
场效应管h20r1203 阻值
场效应管H20R1203是一种MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)器件,具有较低的导通电阻和较高的开关速度。
它在电子、通信、汽车电子和工业控制等领域具有广泛的应用。
1. 普通场效应管介绍场效应管是一种半导体器件,可用作放大、开关和稳压器件。
它由栅极、漏极和源极组成,通过控制栅极电压来调节漏极和源极之间的电流。
场效应管分为增强型和耗尽型两种,其中增强型场效应管是最常用的一种,具有导通电阻低和开关速度快的特点。
2. H20R1203特性介绍H20R1203是一款N沟道增强型场效应管,具有较小的漏极-源极导通电阻和较大的漏极-源极电流。
其主要特性包括:- 高耐压:在额定工作温度下,H20R1203具有较高的漏极-源极耐压,适用于各种工业和汽车电子设备。
- 低导通电阻:H20R1203漏极-源极之间的导通电阻很小,能够在较小的栅极电压下实现较大的漏极-源极电流。
- 快开关速度:H20R1203具有快速的开关特性,响应速度快,适用于高频开关电路。
3. H20R1203在电子领域的应用H20R1203在电子设备中被广泛应用,主要包括:- 电源管理:H20R1203可用作低压开关、DC-DC转换器和充电电路中的开关元件,能够实现高效稳定的电源管理。
- 驱动器:H20R1203可用作电机驱动器、灯驱动器和变频器等设备中的开关管,用于控制电机和灯的开关和速度。
- 信号放大:H20R1203可以作为信号放大电路中的开关管,用于放大和控制信号的传输和放大。
4. H20R1203在通信领域的应用H20R1203在通信设备中也有重要应用,例如:- 通信基站:H20R1203可用作通信基站的功率放大器,用于放大无线信号以扩大通信覆盖范围。
- 通信终端:H20R1203可用作无线路由器、光纤通信设备和通信终端中的开关管,用于控制通信信号的传输和处理。
5. H20R1203在汽车领域的应用在汽车电子系统中,H20R1203可应用于以下方面:- 车载电源管理:H20R1203可用作汽车电子系统中的开关管,用于驱动汽车电动机、转向系统、灯光系统和电子设备。
irf9530场效应管参数
irf9530场效应管参数IRF9530是一款N沟道增强型场效应管(MOSFET),在电子电路中具有广泛的应用。
本文将分析IRF9530场效应管的参数、电气特性、应用领域以及优缺点。
一、了解IRF9530场效应管的基本参数IRF9530场效应管的制造商为Infineon,型号为IRF9530。
该器件采用TO-220封装,适用于功率放大、开关电源、电机驱动等电路。
其导通电阻Rds(on)为0.18Ω,可在较低的电压下工作,具有较高的电流密度。
二、分析IRF9530场效应管的电气特性1.漏极电流Id:IRF9530的漏极电流Id在25℃时为100μA,随着温度的升高,Id会略有增加。
2.栅极阈值电压Vgs:IRF9530的栅极阈值电压Vgs约为1.5V,意味着当栅极电压大于1.5V时,场效应管开始导通。
3.漏极电压Vds:IRF9530的漏极电压Vds最高可达50V,适用于较低电压的电路。
4.栅极电阻Rg:IRF9530的栅极电阻Rg约为10Ω,可在较低的栅极电压下实现导通。
5.输入电容Ciss:IRF9530的输入电容Ciss约为20pF,有利于降低开关速度。
三、探讨IRF9530场效应管的应用领域1.功率放大:IRF9530具有较高的电流密度和较低的导通电阻,适用于音频、视频等功率放大电路。
2.开关电源:IRF9530在开关电源中可作为主开关器件,具有较高的效率和可靠性。
3.电机驱动:IRF9530在场效应管具有良好的负载驱动能力,适用于各类电机驱动电路。
4.电池充电器:IRF9530可用于电池充电器电路,具有较高的充电效率。
四、总结IRF9530场效应管的优势与不足1.优势:- 导通电阻低,功耗小- 栅极阈值电压低,易于驱动- 漏极电压高,适用于较低电压电路- 可靠性高,寿命长2.不足:- 电流容量较小,不适用于大功率应用- 输入电容较大,影响开关速度综上所述,IRF9530场效应管具有较高的性能和广泛的应用领域,但同时也存在一定的局限性。
场效应管的特性
场交攵应管的特性根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有3个极性,栅极,漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件。
[编辑本段]1.概念:场效应管场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件.特点:具有输入电阻高(100M Q ~1 000M Q )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、热稳定性好等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.作用:场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器.场效应管可以用作电子开关.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换. 场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源.[编辑本段]2.场效应管的分类: </8>场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种.按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.[编辑本段]3.场效应管的主要参数:</B>Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流.Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压.Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压.gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM是衡量场效应管放大能力的重要参数BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS 一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS.PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量.IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSMCds---漏-源电容Cdu---漏-衬底电容Cgd---栅-漏电容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/--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[编辑本段]4.结型场效应管的管脚识别:</B>判定栅极G:将万用表拨至Rx1k档,用万用表的负极任意接一电极另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道.判定源极S、漏极D:在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极. 用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻此时黑表笔的是S极,红表笔接D极.[编辑本段]5.场效应管与晶体三极管的比较场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件.在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下应选用晶体管.晶体三极管与场效应管工作原理完全不同,但是各极可以近似对应以便于理解和设计:晶体管:基极发射极集电极场效应管:栅极源极漏极要注意的是,晶体管(NPN型)设计发射极电位比基极电位低(约0.6V),场效应管源极电位比栅极电位高(约0.4V)。
常见功率半导体器件及其主要特点
常见功率半导体器件及其主要特点一、概述功率半导体器件是现代电子电气设备中不可或缺的组成部分,它承担着电能的调节、放大和转换任务。
在众多功率半导体器件中,普遍应用的包括晶闸管、场效应管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、功率二极管等。
这些器件各自具有不同的特点和应用范围,下文将对其进行详细介绍。
二、晶闸管晶闸管是最早出现的功率半导体器件之一,其主要特点包括:1. 器件结构简单,工作可靠。
2. 具有单向导电性。
3. 具有双向触发能力。
4. 适用于高压、大电流场合。
5. 效率高、损耗小。
晶闸管广泛应用于直流调速、大功率变频器、交流电能控制等领域。
三、场效应管场效应管又称为MOSFET,其主要特点包括:1. 体积小、重量轻。
2. 导通电阻小、功率损耗小。
3. 开关速度快、可靠性高。
4. 控制电路简单、使用方便。
场效应管广泛应用于开关电源、电力电子设备、汽车电子系统等领域。
四、绝缘栅双极晶体管(IGBT)IGBT是由绝缘栅双极晶体管和场效应管结合而成的器件,其主要特点包括:1. 具有MOSFET的输入特性和GTR的输出特性。
2. 导通压降低、导通电阻小。
3. 具有高开关速度。
4. 具有大功率、高频率的特点。
IGBT广泛应用于变频调速、逆变器、电动汽车驱动等领域。
五、功率二极管功率二极管是一种常见的半导体器件,其主要特点包括:1. 低开启电压、低通态电压降。
2. 热稳定性好、动态特性好。
3. 寿命长、可靠性高。
4. 具有快速恢复特性。
功率二极管广泛应用于整流器、逆变器、交流稳压电源等领域。
六、结语功率半导体器件在现代工业生产和生活中发挥着重要作用,不同的器件具有不同的特点和应用范围,能够满足各种电能调节、转换的需求。
随着科技的不断发展,功率半导体器件的性能和应用范围将会不断扩大,为人类创造更加便利和高效的生活和工作环境。
七、功率半导体器件的发展趋势随着现代电子技术的发展和能源的需求不断增长,功率半导体器件的应用也愈发广泛。
irf510场效应管参数
irf510场效应管参数Irf510场效应管参数Irf510场效应管是一种常用的功率场效应管,具有以下参数:1. 特性参数Irf510场效应管的特性参数包括漏极电流(Idss)、漏极源极电压(Vp)、漏极-源极电阻(Rds(on))等。
其中,漏极电流是指在漏极-源极电压为零时,场效应管漏极电流的最大值;漏极源极电压是指当漏极-源极电流为零时,场效应管漏极源极电压的最大值;漏极-源极电阻是指在特定工作条件下,场效应管漏极-源极之间的电阻。
2. 静态参数静态参数主要包括漏极电流与漏极源极电压之间的关系、漏极电流与栅极源极电压之间的关系等。
这些参数决定了场效应管在静态工作状态下的性能。
3. 动态参数动态参数主要包括输入电容、输出电容和增益等。
输入电容是指场效应管的输入端与输出端之间的电容;输出电容是指场效应管的输出端与地之间的电容;增益是指场效应管输出电流与输入电流之间的比值。
4. 最大额定参数最大额定参数是指场效应管在特定工作条件下的最大允许值,包括最大漏极电流、最大漏极源极电压、最大功率耗散等。
这些参数是设计电路时需要考虑的重要参考值,以确保场效应管在工作过程中不会超过其额定范围,从而保证电路的稳定性和可靠性。
5. 温度特性温度特性是指场效应管在不同温度下的参数变化情况。
由于温度的影响,场效应管的性能会发生变化,因此在设计电路时需要考虑温度特性,以保证电路在不同温度下的正常工作。
总结:Irf510场效应管是一种常用的功率场效应管,具有特性参数、静态参数、动态参数、最大额定参数和温度特性等重要参数。
了解和掌握这些参数对于正确选择和使用场效应管,设计稳定可靠的电路非常重要。
第五章 MOS场效应管的特性
1 1 C C C Si ox
1
+
N+ N+ N+
G N+ N+
以SiO2为介质的电容器—Cox 以耗尽层为介质的电容器—CSi
MOS管的电容
MOS电容—束缚电荷层厚度
耗尽层电容的计算方法同 PN 结的耗尽层电容的计算 方法相同,利用泊松方程
2
1
Si
Q qNAWL X p WL 2 Si qNA
CD = Cdb + 0 + Cdb
1 W 2 I ds Vgs VT 2 tox L L
MOS管的电容
深亚微米CMOS IC工艺的寄生电容
21 40 86 9 15 48 36 14
Metal3 Metal2 Metal1
29 38 39 62 46
在耗尽层中束缚电荷的总量为
2 Si Q qNA X pWL qN AWL WL 2 Si qNA q NA
是耗尽层两侧电位差的函数,耗尽层电容为
dQ 1 CSi WL 2 Si qNA dv 2
1 2
Si qNA WL 2
是一个非线性电容,随电位差的增大而减小。
这时,栅极电压所感应的电荷Q为,
Q=CVge 式中Vge是栅极有效控制电压。
MOS管特性
电荷在沟道中的渡越时间
非饱和时(沟道未夹断),在漏源电压Vds作用 下,这些电荷Q将在时间内通过沟道,因此有
L L2 Eds Vds L
为载流子速度,Eds= Vds/L为漏到源方向电场强度,Vds为漏 到源电压。 为载流子迁移率: n n µ n = 650 cm2/(V.s) 电子迁移率(NMOS) µ p = 240 cm2/(V.s) 空穴迁移率(PMOS)
各种场效应管的原理和特性曲线讲解
MOS集成电路:
D1 D2
T D1 D2一方面限制VGS间 最大电压,同时对感 生
电荷起旁路作用。
3.4 场效应管的等效电路
3.4.1 FET直流简化电路模型(与三极管相对照)
ID
IG0
DG
+
ID
D
IB
B
+
G
VGS ID(VGS )
VBE(on)
-
-
S
S
E
▪ 场效应管G、S之间开路 ,IG0。 三极管发射结由于正偏而导通,等效为VBE(on) 。
▪ FET输出端等效为压控电流源, ID受VGS控制。
三极管输出端等效为流控电流源,满足IC= IB 。
IC
C
IB
具体电路分析
小信号等效电路
3.5 场效应管电路的分析方法
场效应管电路分析方法与三极管电路分析方 法相似,可以采用估算法分析电路直流工作点; 采用小信号等效电路法分析电路动态指标。
假定MOS管工作在放大模式:
a)由直流通路写出管外电路VGS与ID之间关系式。 b)利用饱和区数学模型: ID C 2 O lW X(VGS VGS()t2h) c)联立解上述方程,选出合理的一组解。
d)判断电路工作模式:
若|VDS| < |VGS–VGS(th)| 若|VDS| > |VGS–VGS(th)|
各种场效应管的原理和特性曲线讲解
3.0 概 述
场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导体 器件,也是一种具有正向受控作用的半导体器件。它 体积小、工艺简单,器件特性便于控制,是目前制造 大规模集成电路的主要有源器件。
场效应管的符号及特性
场效应三极管的特性曲线类型比较多, 根据导电沟道的不同,以及是增强型还是耗 尽型可有四种转移特性曲线和输出特性曲线,其电
压和电流方向也有所不同。如果按统一规定正方 向,特性曲线就要画在不同的象限。
为了便于绘制,将P沟道管子的正方向反过来 设定(电流方向)。有关曲线绘于下图之中。
N 沟 道
(2)夹断电压UGS(off) (或UP) 夹断电压是结型和耗尽型FET的参数,漏极电流约为
零时的UGS值 。即当UGS=UGS(off) 时,漏极电流为零(微小电
流)。
(3)饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当UGS=0时,产生预夹断时所对 应的漏极电流。
(4)直流输入电阻RGS(DC) 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 较小
较小,可有零温度系数点 几兆欧姆以上 易受静电影响
适宜大规模和超大规模集成 避免栅极悬空
最大漏源电压U(BR)DS 最大栅源电压U(BR)GS
(3)最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM= U (BR)DS IDM决定。
1.4.4 双极型和场效应型三极管的比较
结构
双极型三极管
NPN型 PNP型
C与E一般不可倒置使用
载Hale Waihona Puke 子 多子扩散少子漂移输入量
电流输入
控制 电流控制电流源CCCS(β)
场效应三极管
结型耗尽型 N沟道 P沟道 绝缘栅增强型 N沟道 P沟道 绝缘栅耗尽型 N沟道 P沟道 D与S(有的型号)可倒置使用
多子漂移 电压输入 电压控制电流源VCCS(gm)
噪声 温度特性 输入电阻 静电影响 集成工艺
双极型三极管 较大
受温度影响较大 几十到几千欧姆 不受静电影响 不易大规模集成
MOS场效应管的特性
阈值电压VT
在工艺确定之后,阈值电压VT主要决 定于衬底的掺杂浓度: P型衬底制造NMOS,杂质浓度越大,需 要赶走更多的空穴,才能形成反型层, VT 值增大,因而需要精确控制掺杂浓度 如果栅氧化层厚度越薄,Cox越大,电荷的 影响就会降低。故现在的工艺尺寸和栅氧 化层厚度越来越小
当器件尺寸还不是很小时,这个ΔW影响还 小,但是器件缩小时,这个ΔW就影响很大
迁移率的退化
MOS管的电流与迁移率成正比,一般假定μ 为常数
实际上, μ并不是常数,它至少受到三个因 素的影响
温度 垂直电场 水平电场
特征迁移率μ0
电场强度
电场强度增加时,迁移率是减小的 电场有水平分量和垂直分量,因而迁移率
沟道很短、很窄,边沿效应对器件特性产 生很大的影响,最主要的是阈值电压减小
短沟道效应
短沟道效应
狭沟道效应引起的阈值电压的变化
沟道太窄,W太小,那么栅极的边缘电场也 引起Si衬底中的电离化,产生附加的耗尽层, 因而增加阈值电压
狭沟道效应
C ox
ox A tox
oxW L tox
Vgs增加达到VT值
C ( 1 1 )1达到最小值 Cox CSi
Vgs继续增加
C Cox
MOS管电容变化曲线
MOS电容计算
VGS<VT
沟道未建立,MOS管源漏沟道不通 Cg=Cgs+Cox Cd=Cdb
VGS>VT
MOS电容是变化的 MOS电容对Cg和Cd都有贡献,贡献大小取决于
-电压特性不变,Dennard等人提出了等比例缩小规律 等比例缩小规律即器件水平和垂直方向的参数以及电压按
如何选择合适的场效应管
如何选择合适的场效应管场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种常见的电子元件,广泛应用于电子电路中。
正确选择适合的场效应管对于电路的性能和稳定性都至关重要。
本文将介绍如何选择合适的场效应管,从参数、工作模式和特性三个方面进行论述。
一、参数选择在选择场效应管时,需要关注以下几个参数:1.1 极型(N沟道型或P沟道型):根据设计电路的要求,选择相应的极型,确保其与其他元件的兼容性。
1.2 管子电流(ID):根据需要的电流大小选择合适的ID,应留有一定的余量,以确保场效应管在工作时能够正常输出所需电流。
1.3 管子电压(VDSS):根据电路工作电压范围选择适合的VDSS,以确保管子能够承受所需电压,不会超过其耐压范围。
1.4 管子功率(P):根据电路的功率需求选择合适的功率范围,确保管子能够稳定工作,不会过载损坏。
1.5 上下限温度(TJmax和TJmin):根据所在环境的温度情况选择合适的温度范围,确保场效应管在正常温度下工作。
二、工作模式选择根据不同的应用场景和电路需求,场效应管可以工作在三种不同的模式下:共源(Source Follower)模式、共栅(Common Gate)模式和共漏(Common Drain)模式。
2.1 共源模式:场效应管的源极接地,负载器连接在漏极,适用于输出电流较大的情况。
2.2 共栅模式:场效应管的栅极接地,负载器连接在漏极,适用于增益较大、频率较低的情况。
2.3 共漏模式:场效应管的漏极接地,负载器连接在源极,适用于输入电阻较高、输出电阻较低的情况。
根据具体的电路要求,选择合适的工作模式,以获得更好的电路性能。
三、特性选择在选择场效应管时,还需要考虑以下几个特性:3.1 漏极电流与栅极电压之间的关系(ID-VGS特性曲线):通过分析ID-VGS特性曲线,可以了解管子的放大倍数和饱和区的电流情况,以判断是否符合电路要求。
3.2 漏极电流与漏源电压之间的关系(ID-VDS特性曲线):通过分析ID-VDS特性曲线,可以了解管子在不同漏源电压下的工作情况,以判断是否符合电路要求。
MOS场效应管的特性
第五章MOS 场效应管的特性5.1MOS 场效应管5.3体效应第五章MOS 场效应管的特性5.1 MOS 场效应管5.2 MOS 管的阈值电压5.3 体效应115.5MOSFET 的噪声5.6MOSFET 尺寸按比例缩小5.7MOS 器件的二阶效应5.4 MOSFET 的温度特性5.5 MOSFET 的噪声5.6 MOSFET 尺寸按比例缩小5.7 MOS 器件的二阶效应1)N 型漏极与P 型衬底;2)N 型源极与P 型衬底。
5.1 MOS 场效应管5.1.1 MOS 管伏安特性的推导两个PN 结:图2)1)2同双极型晶体管中的PN 结一样,在结周围由于载流子的扩散、漂移达到动态平衡,而产生了耗尽层。
3)一个电容器结构:23)栅极与栅极下面的区域形成一个电容器,是MOS 管的核心,决定了MOS 管的伏安特性。
p+/ n+n(p) MOSFET的三个基本几何参数toxpoly-Si diffusionDWG L3p+/ n+⏹栅长:⏹栅宽:⏹氧化层厚度:LWt oxSMOSFET的三个基本几何参数⏹L min、W min和t ox由工艺确定⏹L min:MOS工艺的特征尺寸(feature size)决定MOSFET的速度和功耗等众多特性⏹L和W由设计者选定⏹通常选取L= L min,设计者只需选取W,W是主要的设计变量。
⏹W影响MOSFET的速度,决定电路驱动能力和功耗4MOSFET 的伏安特性:电容结构⏹当栅极不加电压或加负电压时,栅极下面的区域保持P 型导电类型,漏和源之间等效于一对背靠背的二极管,当漏源电极之间加上电压时,除了PN 结的漏电流之外,不会有更多电流形成。
⏹当栅极上的正电压不断升高时,P 型区内的空穴被不断地排斥到衬底方向。
当栅极上的电压超过阈值电压V T ,在5栅极下的P 型区域内就形成电子分布,建立起反型层,即N 型层,把同为N 型的源、漏扩散区连成一体,形成从漏极到源极的导电沟道。
ru6199r场效应管参数
ru6199r场效应管参数场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种常用的电子器件,广泛应用于电子电路中。
它是一种三端器件,包括栅极(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)。
场效应管是一种控制型器件,其特点是输入电压的变化可以控制输出电流的变化。
场效应管的参数是指其性能和特性的描述,常见的参数有以下几个:1. 转移特性:转移特性是指场效应管的输入输出关系。
在不同的栅极电压下,漏极电流与源极电压之间的关系可以通过转移特性曲线来表示。
转移特性曲线可以用来描述场效应管的放大特性和工作状态。
2. 放大倍数:场效应管的放大倍数是指输入信号与输出信号之间的比值。
放大倍数可以通过转移特性曲线的斜率来计算。
放大倍数越大,表示场效应管的放大能力越强。
3. 饱和电流:饱和电流是指场效应管在工作时漏极电流达到最大值时的电流大小。
饱和电流的大小与场效应管的尺寸和工作状态有关,一般情况下,饱和电流越大,表示场效应管的导通能力越强。
4. 截止电压:截止电压是指场效应管在工作时栅极电压达到最小值时的电压大小。
截止电压的大小与场效应管的尺寸和工作状态有关,一般情况下,截止电压越小,表示场效应管的导通能力越强。
5. 输入电阻:输入电阻是指场效应管对输入信号的阻抗大小。
输入电阻越大,表示场效应管对输入信号的影响越小。
6. 输出电阻:输出电阻是指场效应管对输出信号的阻抗大小。
输出电阻越小,表示场效应管对输出信号的影响越小。
7. 开关速度:开关速度是指场效应管从导通到截止或从截止到导通的转换时间。
开关速度越快,表示场效应管的响应速度越高。
以上是常见的场效应管参数,不同型号和规格的场效应管具有不同的参数值。
在实际应用中,根据具体需求选择合适的场效应管参数是非常重要的。
场效应管输出特性
场效应管输出特性输出特性分为晶体管输出特性和场效应管输出特性。
对于共射接法晶体管,输出特性是指当基极电流为参变量时,集电极电流和集射电压之间的函数关系。
对于共源接法场效应管,输出特性是指栅源电压为参变量时,漏极电流和漏源电压间的函数关系。
晶体管输出特性对于共射接法晶体管,输出特性是指当基极电流I(B)为参变量时,集电极电流I(C)和集射电压U(CE)之间的函数关系。
对应不同的I(B),有不同的输出特性,故输出特性曲线是一族曲线。
晶体管输出特性曲线主要包括3个区域:截止区,放大区,饱和区。
3个区域表示晶体管不同的工作状态。
下面根据3个区域分别介绍晶体管的输出特性。
截止区晶体管截止区是指晶体管输出特性曲线中晶体管输入电流为0所对应曲线下方的区域。
对于共射接法的晶体管,截止区是指晶体管输出特性曲线中Ib=0曲线下方的区域,而Ib=0是因为Vbe<Von,即基射电压低于死区电压,故也可将截止区定义为Vbe<Von的区域。
在截止区内,基极电流Ib=0,集电极电流Ic≤Icbo,几乎等于0,仅有极微小的反向穿透电流Iceo流过,硅三极管的Iceo通常都在1μA以下。
事实上,应该把Ie=0,即Ic≤Icbo的区域叫做截止区。
此时,集电结和发射结均处于反向偏置状态。
放大区晶体管放大区是指晶体管输出特性曲线中每条曲线近似水平部分的集合所对应的区域。
这表明,在集射电压U(CE)一定的范围内,集电极电流I(C)与U(CE)无关,只取决于I(B)的值。
根据这一特性,可实现利用I(B)的变化去线性地控制I(C)的变化,从而实现电流的线性放大,故放大区也成为线性区。
此时,发射结正偏,集电结反偏,I(C)=β·I(B) , 且△I(C) =β·△I(B)。
饱和区晶体管饱和区是指集电结和发射结均正偏,集电极电流不受基极电流控制的区域,也称饱和工作区。
对于共射接法晶体管,饱和区是I(B)>0和U(CE)<0.7V的区域。
k3562场效应管参数
k3562场效应管参数K3562场效应管参数场效应管是一种常用的半导体器件,其参数对于性能和应用具有重要影响。
本文将重点介绍K3562场效应管的参数及其意义。
1. 静态参数:静态参数是指在直流工作状态下,场效应管的特性参数。
其中包括:1.1 阈值电压(Vth):阈值电压是场效应管工作的起点电压,低于该电压时,场效应管基本处于截止状态。
阈值电压的高低会影响场效应管的导通性能。
1.2 饱和漏极电流(Idss):饱和漏极电流是指在Vds=0时,经过源极和漏极之间的电流。
饱和漏极电流的大小与场效应管的导通能力相关,一般情况下,饱和漏极电流越大,场效应管的导通能力越强。
1.3 静态漏极-源极电阻(Rds(on)):静态漏极-源极电阻是指在Vgs=Vth时,场效应管导通时的漏极-源极电阻。
静态电阻的大小直接影响场效应管的导通能力和功耗,一般情况下,静态电阻越小,场效应管的导通能力越好。
2. 动态参数:动态参数是指场效应管在交流信号下的特性参数。
其中包括:2.1 输入电容(Ciss):输入电容是指场效应管输入端的电容,它与场效应管的输入阻抗相关。
输入电容越大,输入阻抗越小,对输入信号的影响越小。
2.2 输出电容(Coss):输出电容是指场效应管的输出端的电容,它与场效应管的输出阻抗相关。
输出电容越大,输出阻抗越小,对输出信号的影响越小。
2.3 反馈电容(Crss):反馈电容是指场效应管漏极和栅极之间的电容,它与场效应管的反馈能力相关。
反馈电容越小,场效应管的反馈能力越强。
3. 动态特性:动态特性是指场效应管在交流信号下的响应特性。
其中包括:3.1 开关速度:开关速度是指场效应管从导通到截止或从截止到导通的转换速度。
开关速度的快慢影响着场效应管在高频率下的工作能力。
3.2 噪声系数:噪声系数是指场效应管引入到信号中的噪声功率与信号功率之比。
噪声系数越小,场效应管的噪声性能越好。
3.3 线性度:线性度是指场效应管在小信号放大时的失真程度。
场效应管 曲线
场效应管曲线
场效应管(FET)的特定曲线特性是其工作原理的关键方面之一。
FET是一种三端口器件,通常由栅极、漏极和源极组成。
它的工作原理基于栅极对漏极-源极之间的电流的控制。
FET有两种常见类型:MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和JFET (结型场效应晶体管)。
两者都有其特定的特性曲线。
1.MOSFET:MOSFET的特性曲线通常包括栅极-漏极电压和漏极-源极电流之间的关系,这些曲线反映了MOSFET工作时的线性区、饱和区等特性。
2.JFET:JFET的特性曲线通常包括栅-源极电压和漏-源极电流之间的关系,以及输出特性曲线,这反映了JFET的漏极-源极电流受栅极-源极电压控制的特性。
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根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有3个极性,栅极,漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件--------------------------------------------------------------1.概念:场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件.特点:具有输入电阻高(100000000~1000000000Ω)、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,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.作用:场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器.场效应管可以用作电子开关.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源.2.场效应管的分类:场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种.按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.见下图:3.场效应管的主要参数:Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流.Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压.Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压.gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数.BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS.PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量.IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSMCds---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4.结型场效应管的管脚识别:判定栅极G:将万用表拨至R×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道.判定源极S、漏极D:在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极.用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极.5.场效应管与晶体三极管的比较场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件.在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管.晶体三极管与场效应管工作原理完全不同,但是各极可以近似对应以便于理解和设计:晶体管:基极发射极集电极场效应管:栅极源极漏极要注意的是,晶体管设计发射极电位比基极电位低(约0.6V),场效应管源极电位比栅极电位高(约0.4V)。
场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好.场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用.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|)其跨导gm为:gm=(△ID/△VGS)|VDS=常微(微欧)|式中:△ID------漏极电流增量(微安)------△VGS-----栅源电压增量(伏)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)。
IP=0;当VGS=0时,漏源极间电阻很小(导通),ID=IDSS。
这一特性使场效应管具有开关作用。
②恒流区(区中II区)当漏极电压VDS继续增大到VDS>|VP|时,漏极电流,IP达到了饱和值后基本保持不变,这一区称为恒流区或饱和区,在这里,对于不同的VGS漏极特性曲线近似平行线,即ID与VGS 成线性关系,故又称线性放大区。
③击穿区(图中Ⅲ区)如果VDS继续增加,以至超过了PN结所能承受的电压而被击穿,漏极电流ID突然增大,若不加限制措施,管子就会烧坏。
2、绝缘栅场效应管它是由金属、氧化物和半导体所组成,所以又称为金属---氧化物---半导体场效应管,简称MOS场效应管。
(1)结构原理它的结构、电极及符号见图3所示,以一块P型薄硅片作为衬底,在它上面扩散两个高杂质的N型区,作为源极S和漏极D。
在硅片表覆盖一层绝缘物,然后再用金属铝引出一个电极G(栅极)由于栅极与其它电极绝缘,所以称为绝缘栅场面效应管。
图3、N沟道(耗尽型)绝缘栅场效应管结构及符号在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。
当栅极电压改变时,沟道内被感应的电荷量也改变,导电沟道的宽窄也随之而变,因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。
场效应管的式作方式有两种:当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗散型,当栅压为零,漏极电流也为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。
(2)特性曲线1)转移特性(栅压----漏流特性)图4(a)给出了N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移行性曲线,图中Vp为夹断电压(栅源截止电压);IDSS 为饱和漏电流。