2.3 场效应管及其应用与分析
场效应晶体管及其应用
其中IDO是uGS=2UGS(th)时的漏极电流。 漏源电压为
U DS U DD I D RD RS
15
场效应管及应用
2.动态分析: (1)场效应晶体管的微变等效模型
16
场效应管及应用
(2)微变等效电路分析法: 1)电压放大倍数
U i U gs
U o I d ( RD // RL ) gmU gs ( RD // RL )
7
场效应管及应用
3、特性曲线
(1)转移特性曲线
图 a 所示为增强型 NMOS 管的转移特性曲线。
当uGS <UGS(th) 时,iD=0; 当 u GS > U GS(th) 时,开始 产生漏极电流,并且随着 u G S 的增大而增大,因此 称之为增强型 NMOS 管。 漏极电流 i D 的大小符合下 列公式:
uDS 常数
(3) 极限参数
场效应晶体管的极限参数主要有漏源击穿电压 U(BR)DS、栅源击穿电压U(BR)GS和最大漏极耗散功 率PDM等。
10
场效应管及应用
*场效应管使用注意事项
(1) 在使用场效应晶体管时应注意漏源电压、漏源电流、栅 源电压、耗散功率等参数不应超过最大允许值。 (2) 场效应晶体管在使用中要特别注意对栅极的保护 。 (3)场效应晶体管的漏极和源极互换时,其伏安特性没有明 显的变化,但有些产品出厂时已经将源极和衬底连在一起 ,其漏极和源极就不能互换。 (4)场效应晶体管属于电压控制器件,有极高的输入阻抗, 为保持管子的高输入特性,焊接后应对电路板进行清洗。 (5) 在安装场效应晶体管时,要尽量避开发热元件,对于功 率型场效应晶体管,要有良好的散热条件,必要时应加装 散热器,以保证其能在高负荷条件下可靠地工作。
场效应管工作原理与应用通用课件
增强型场效应管是在正常工作状态下需要加正向栅极电压才能导通,而耗尽型场效应管则是加反向电 压导通。
详细描述
增强型场效应管在无电压时,半导体中没有导电沟道,需要加正向栅极电压后才会形成导电沟道;而 耗尽型场效应管在无电压时,半导体中已经存在导电沟道,加反向电压后可调节导电沟道的宽度。
绝缘栅双极晶体管(IGBT)
1 2
根据电路需求选择合适的类型
根据电路的电压、电流和频率要求,选择合适的 场效应管类型,如N沟道或P沟道。
考虑导通电阻和开关性能
选择导通电阻较小、开关速度较快的场效应管, 以提高电路性能。
3
考虑最大工作电压和电流
根据电路的最大电压和电流,选择能够承受的场 效应管。
场效应管使用注意事项
正确连接电源和信号线
效应管。
导通不良
02
如果场效应管导通不良,会影响电路性能,需要检查驱动信号
是否正常,以及场效应管本身是否有问题。
噪声干扰
03
如果电路中存在噪声干扰,会影响场效应管的正常工作,需要
采取措施降低噪声干扰。
05
场效应管封装与测试
场效应管封装形式
金属封装
采用金属外壳作为场效应管的封装,具有良好的 散热性能和电气性能。
场效应管工作原理与应用通 用课件
contents
目录
• 场效应管简介 • 场效应管工作原理 • 场效应管应用 • 场效应管选型与使用注意事项 • 场效应管封装与测试
01
场效应管简介
场效应管定义
场效应管(Field-Effect Transistor ,FET):是一种利用电场效应控制 电流的半导体器件。
电场效应:是指外加电场对导体内部 的电荷分布和运动状态产生影响的现 象。
场效应管工作原理与应用
MOS 管截止模式判断方法
假定 MOS 管工作在放大模式:
放大模式
非饱和模式需重新计算 Q 点
N 沟道管:VGS < VGS(th) P 沟道管:VGS > VGS(th)
截止条件
非饱和与饱和放大模式判断方法
a由直流通路写出管外电路 VGS与 ID 之间关系式
c联立解上述方程选出合理的一组解
+ -
VGS
VDS
+ -
S
G
U
D
N
N
+
P
+
S
G
D
U
P
+
N 沟道 EMOS 管与 P 沟道 EMOS 管工作原理相似
即 VDS < 0 、VGS < 0
外加电压极性相反、电流 ID 流向相反
不同之处:
电路符号中的箭头方向相反
ID
3.1.2 耗尽型 MOS 场效应管
S
G
U
D
ID
S
G
若忽略沟道长度调制效应则近似认为 l 不变即 Ron不变
因此预夹断后:
P
P
+
N
+
N
+
S
G
D
U
VDS
- +
VGS
- +
A
P
P
+
N
+
N
+
S
G
D
U
VDS
- +
VGS
- +
A
VDS →ID 基本维持不变
场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻
场效应管工作原理及应用
附页电子教案模板2)、按工作状态可分为:增强型和耗尽型两类每类又有N沟道和P沟道之分4、三个电极分别为:漏极D----相当于双极型三极管的集电极;栅极G----相当于双极型三极管的基极;源极S----相当于双极型三极管的发射极;教师活动学生活动设计意图1、讲授场效应管的特性,与三极管作对比进行学习。
2、讲授什么是增强型,什么是耗尽型,什么是N沟道,什么是P沟道。
3、利用实物及图片带领学生认识各种场效应管认识各个电极。
1、认真记录笔记仔细听讲。
2、通过教师的讲解及图片,PPT的展示认识各种场效应管。
3、通过实物及图片掌握各电极名称。
讲练结合,寓教于乐于一体,使学生掌握起来更加形象直观。
知识点二:绝缘栅型场效应管的工作原理及特性1. 增强型绝绝缘栅型场效应管的工作原理及特性缘栅场效应管(1) N沟道增强型管的结构栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的,称绝缘栅型场效应管。
由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅,故又称金属-氧化物-半导体场效应管,简称MOS场效应管。
(Metal Oxide Semiconducter FET)由于栅极是绝缘的,栅极电流几乎为零,输入电阻很高,最高可达1014W 。
(2) N沟道增强型管的工作原理由结构图可见,N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开,漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。
当栅源电压U GS = 0 时,不管漏极和源极之间所加电压的极性如何,其中总有一个PN结是反向偏置的,反向电阻很高,漏极电流近似为零。
当U GS > 0 时,P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层,填补空穴形成负离子的耗尽层;当U GS >U GS(th)时,将出现N型导电沟道,将D-S连接起来。
U GS愈高,导电沟道愈宽。
在漏极电源的作用下将产生漏极电流I D,管子导通。
当U GS> U GS(th)后,场效应管才形成导电沟道,开始导通,若漏–源之间加上一定的电压U DS,则有漏极电流I D产生。
《模拟电子技术基础》总复习典型习题解析
2011-2012(2)《模拟电子技术基础》总复习一. 二极管及其应用(一)二极管的符号及伏安特性曲线:(二)二极管的特性:单向导电性(三)二极管的模型:重点掌握理想模型和恒压降模型(四)典型习题1. 电路如图所示,已知u i =10sinωt(V),二极管的正向导通电压和反向电流可忽略不计,试分析二极管的状态,并画出输出u i与u o的波形。
(a)(b)(c)2. 设二极管是理想的,试判断下图中各二极管是否导通,并求出电路的输出电压U o。
(a)(b)3.电路如图所示,已知u i =8sinωt(V),二极管的正向导通电压U D=0.7V,试分析二极管的状态,画出输出u i与u o的波形,并标出幅值。
(a)(b)(c)4. 电路如图所示,已知二极管的正向导通电压和反向电流可忽略不计,试分析二极管D1和D2的状态,并求出输出电压U o。
(a)(b)二. 三极管及场效应管的应用(一)三极管的符号及伏安特性曲线:i B =f (u BE )∣u CE =const i C =f (u CE )∣i B =const此为NPN 管共射极放大电路的特性曲线,PNP 管的特性曲线(二)三极管的电流控制作用:B C i i β=(三)三极管放大电路的直流通路和交流通路:(四)三极管的交流等效电路:(五)三极管放大电路的组态(六)放大电路的分析方法交流等效电路法:利用三极管的交流等效模型求解A us 、A u 、R i 、R o 。
图解法:利用三极管的输入和输出特性曲线以及放大电路的输入和输出回路负载线,采用作图的方式确定一个Q 点。
(七)放大电路的非线性失真饱和失真:工作点位于饱和区截止失真:工作点位于截止区注意:图为NPN 管共射极放大电路出现的饱和失真和截止失真,PNP 管的失真现象正好与NPN 管相反。
(八)放大电路静态工作点稳定问题Q 点不合适, 的波形要失真;,A u 与I B 有关。
在电路中引入直流负反馈。
场效应晶体管及其应用课案
UGS>0时
UGS UDS
S GD
UGS足够大时 (UGS>VGS(th)) 将P区少子电子 聚集到P区表面, 形成导电沟道, 如果此时加有漏 源电压,就可以 形成漏极电流ID。
N
感应出电子 P
N
VGS(th)称为电压开启
(1-9)
UGS UDS S GD
UGS较小时,导 电沟道相当于电
阻将D-S连接起
来,UGS越大此 电阻越小。
N
N
P
(1-10)
三、增强型N沟道MOS管的特性曲线
输出特性曲线
iD(mA)
4 3
2 1
uGS=6V
uGS=5V uGS=4V uGS=3V
10V
转移特性曲线 iD=f(uGS)uDS=常数
iD(mA)
4
3
2
1
u
DS
(V)
UGS(th)
2 46
u
GS
(V)
(1-11)
N沟道增强型场效应管的特性曲线
(1-16)
漏极特性曲线分析
在虚线左边的区域内,漏、源电压UDS相对较小, 漏极电流ID随UDS的增加而增加,输出电阻ro较小, 且可以通过改变栅、源电压UGS的大小来改变输出 电阻ro的阻值,这一区域称为可变电阻区。在虚线 右边的区域内,当栅、源电压UGS为常数时,漏极 电流ID几乎不随漏、源电压UDS的变化而变化,特 性曲线趋于与横轴平行,输出电阻ro很大,在栅、 源电压UGS增大时,漏极电流ID随UGS线性增大,这
(1-12)
N沟道增强型MOS管的基本特性
uGS < UGS(th),管子截止 uGS >UGS(th),管子导通 uGS 越大,沟道越宽,在相同的漏源电压 uDS作用下,漏极电流ID越大
场效应管的工作原理及应用
场效应管的工作原理及应用一、场效应管的基本原理场效应管(FET)是一种基于电场效应的半导体器件,它主要由三个区域组成:栅极(Gate)、漏极(Source)和源极(Drain)。
场效应管的工作原理是通过在栅极施加电压来控制漏极和源极之间的电流。
实际上,场效应管的工作原理与双极型晶体管(BJT)有很大的不同。
BJT是通过调节基极电流来控制集电极电流,而FET则是通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。
这种控制电压的方式使得场效应管具有以下优点:•输入电阻高:场效应管的输入电阻非常高,这意味着输入信号对于场效应管来说几乎没有损耗。
•输出阻抗低:场效应管的输出电阻非常低,可以提供较大的输出功率。
•可靠性好:场效应管的制造工艺相对简单,因此具有较高的可靠性。
二、场效应管的种类及特点场效应管分为三种,分别是MOSFET、JFET和IGFET。
它们各自具有以下特点:1. MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)•结构复杂:MOSFET由金属栅极、绝缘层和半导体材料组成,结构较为复杂。
•低功耗:MOSFET的功耗较低,适用于集成电路和低功耗应用。
•可控性强:MOSFET的栅极电压可通过改变电压来控制漏极和源极之间的电流。
2. JFET(结型场效应管)•结构简单:JFET由两个半导体材料构成,结构较为简单。
•低噪声:JFET具有低噪声、高增益和大动态范围的特点,适用于音频放大器等应用。
•可控性弱:JFET的控制电压较低,控制灵敏度相对较弱。
3. IGFET(绝缘栅极场效应管)•高速开关:IGFET具有较高的开关速度和低损耗,适用于高频功率放大器等应用。
•可控性中等:IGFET的栅极电压对电流的控制相对较强,但仍不及MOSFET。
三、场效应管的应用场效应管广泛应用于各种电子设备和系统中,包括但不限于以下领域:1.放大器:由于场效应管具有高输入电阻和低输出阻抗的特点,因此可以用作信号放大器。
在音频放大器、射频放大器、视频放大器等设备中,场效应管常被用来放大弱信号。
场效应管的作用及原理
场效应管的作用及原理
场效应管是一种重要的电子器件,它在电子技术中起着至关重要的作用。
本文将介绍场效应管的作用及原理。
一、场效应管的作用
场效应管的主要作用是放大和开关信号。
它可以根据输入信号的大小,通过控制栅极电压来改变输出信号的幅度。
场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性,因此可以有效地将输入信号放大,并将放大后的信号输出到负载上。
此外,场效应管还可以作为开关使用,通过控制栅极电压来控制导通或截止状态,实现信号的开关控制。
二、场效应管的原理
场效应管的工作原理是基于电场控制电流的机制。
它由源极、漏极和栅极组成。
当栅极施加正电压时,栅极与源极之间形成一个正电场,这会吸引漂浮在栅极上的自由电子,使得栅极与源极之间形成导电通道。
电子通过通道流向漏极,形成电流。
此时,场效应管处于导通状态。
相反,当栅极施加负电压或不施加电压时,栅极与源极之间的电场消失,导电通道关闭,电流无法通过。
此时,场效应管处于截止状态。
由于栅极与源极之间的电场可以通过改变栅极电压来控制,因此场效应管具有电压控制电流的特性。
栅极电压变化可以引起漏极电流的变化,从而实现对信号的放大或开关控制。
三、总结
场效应管是一种重要的电子器件,它可以实现信号的放大和开关控制。
其工作原理是通过电场控制电流,栅极电压的变化可以改变漏极电流,从而实现对信号的控制。
场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性,适用于各种电子设备中的放大和开关电路。
通过深入理解场效应管的作用和原理,我们可以更好地应用和设计电子电路,推动电子技术的发展。
场效应管的作用
参考 文献 :
[ 1 ] 林 学清, 洪 雪宝. 铝 电解 电容器 _ T程技术 【 M] . 厦 门: 厦 门 大学出版社, 2 0 0 2 .
变化率也 已接近产 品标准规定 的许可值 , 且试验后产 品
底 部 出现微鼓 , 外观不合格 。综合 比较 四种形成工艺 的 化成箔性 能 , 可 以认 为 工艺最好 , A和 , ) _ 丁艺次之 , c
3结 论
铝 电解 电容器生产 企业参 考化成 箔常规 检测数 据
办
场 效 应 管 的作 用
1 . 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。 2 . 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 。 3 . 场效应管可 以用作可变 电阻 。
工艺最 差。
[ 2 ] 永 田伊佐也 . 电解液 阴极 7 , , L , 三二 哆厶 电解 3、 / 2 /
妒[ M] . 日本: 日本 蓄电器工业株式会社, 1 9 9 7 .
『 3 ] S J / T 1 1 1 4 0 — 1 9 9 7 . 铝 电解 电容器用 电极箔[ s 】 . 1 9 9 7 .
解 电容 器生产 企业进行 的产 品耐 久性试验 结果完 全吻 合 。本方法简单易行 , 化成箔生产企业利用 原有仪 器设 备 即可完成 , 试验周期短 , 能够快捷地得 到所需结 果 , 且
当长时间才会失效 。 使用 c工艺化成箔所作铝 电解 电容
器 未能通过 8 5 ℃3 0 0 0 h耐久性考核 ,除外观 出现漏液 、
场效应管 原理
场效应管原理
场效应管是一种使用电场控制电流的电子元件。
它由沟道、栅极和源漏极三个部分组成。
场效应管的工作原理是通过施加电场来控制沟道中的电流。
在场效应管的沟道中,存在一种控制载流子通道的电子荷载,称为沟道电子。
当沟道中没有任何电场时,沟道电子能够自由地通过管子的源漏极。
当施加电压到场效应管的栅极上时,电场会影响沟道电子的通道。
具体来说,在N沟道类型的场效应管中,当栅极电压为
负时,栅极和沟道之间的电场会增加。
由于沟道电子是带负电的,栅极电场会排斥沟道电子,从而阻止电子在沟道中的流动,使得从源极到漏极的电流减小。
反之,当栅极电压为正时,栅极和沟道之间的电场会减小。
沟道电子能够更容易地通过沟道,使从源极到漏极的电流增大。
通过控制栅极电压的大小,可以调节场效应管的电流大小。
场效应管有很多应用,如在放大电路中作为放大元件、在模拟开关电路中作为开关元件等。
它具有体积小、功耗低、速度快等优点,在现代电子设备中得到广泛应用。
场效应管应用
场效应管应用例1:作反相器用。
|Vp1|=|Vp2|=Vp 0<|Vp|<Vdd Tp:p沟道增强型,Tn:n沟道增强型Vi=+Vdd时:Tp:V GS p=0>Vp ,截止Tn:V GS n=Vdd>Vp ,导通Vo= 0Vi= 0时:Tp:V GS p=-Vdd<Vp ,导通Tn:V GS n=0<Vp ,截止Vo= +Vdd例2:压控电阻场效应管工作在可变电阻区时,i D随V DS的增加几乎成线性增大,而增大的比值受V GS控制。
所以可看成是受V GS控制的电阻。
多级放大电路串联稳压电源中应用:由于桥式整流、电容滤波电路十分成熟,这里我们选择桥式整流、电容滤波电路作为电源的整流、滤波部分。
由于要求电源输出电压有一定的调整范围,稳压电源部分选择串联负反馈稳压电路。
同时由于对输出电流要求比较大,调整管必须采用复合管。
综合这些因素可以初步确定电路的形式,参见图4-2-9。
3、变压部分这一部分主要计算变压器B1次级输出电压(U B1)O和变压器的功率P B1。
一般整流滤波电路有2V以上的电压波动(设为ΔU D)。
调整管T1的管压降(U T1)CE应维持在3V以上,才能保证调整管T1工作在放大区。
整流输出电压最大值为15V。
根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知,桥式整流输出电压是变压器次级电压的1.2倍。
当电网电压下降-10%时,变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作,那么变压器B1次级输出电压(U B1)OMIN应该是:(U B1)OMIN=(ΔU D+(U T1)CE+(U O)MAX)÷1.2(U B1)OMIN=(2V+3V+15V)÷1.2=20V÷1.2=16.67V则变压器B1次级额定电压为:(U B1)O=(U B1)OMIN÷0.9(U B1)O=16.67V÷0.9=18.5V当电网电压上升+10%时,变压器B1的输出功率最大。
场效应管的原理
场效应管的原理
场效应管是一种基于电场作用控制输电流的电子器件。
它由源极、漏极和栅极三个电极构成。
在场效应管中,栅极和源极之间的电场可以控制漏极与源极之间的导电效果,从而控制电流的流动情况。
当栅极与源极之间没有电压时,场效应管处于关断状态,没有电流通过。
当栅极与源极之间施加一个正向电压时,栅极附近形成正电荷,吸引了源极附近的自由电子,形成一个电子沟道,导致电流通过。
而当栅极与源极之间施加一个反向电压时,栅极附近形成负电荷,排斥源极附近的自由电子,切断了电流,使场效应管处于截止状态。
由于栅极-漏极之间的电场可以控制电流的通过,场效应管具有很好的电流控制特性。
相比于双极晶体管,场效应管拥有更高的输入电阻和更小的开关驱动功率。
此外,场效应管还有多种类型,包括增强型、耗尽型、N沟道型和P沟道型等,应用于不同的电路和系统中。
总的来说,场效应管通过调节栅极-源极电场来控制电流的流动,具有较好的电流控制特性,是电子器件中常用的一种。
电子技术课程标准
《电子技术》课程标准课程编码:适用专业:电气工程及自动化、计算机生产过程控制、电气及仪表应用技术、机电一体化学时:102学时一、课程概述(一)课程性质和作用本课程是电力类各专业(电气工程及自动化、电力系统继电保护、电气及仪表应用技术等专业)在电子技术方面的一门入门性质的技术基础课,是实践性很强的课程。
本课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,初步具备工程计算和实验研究的能力,并为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。
为此,在教学过程中要注意理论联系实际,加强实践环节,重视工程观点,着重于电子元器件和基本电子电路的实际应用。
(二)课程基本理念以职业能力培养为重点,以实践为主导。
以学生为主体,设计教学系统。
以应用为主旨,精选课程内容。
(三)课程标准设计思路及依据这门课的主要特点是知识点多、新概念多、实践性强。
应重应用,轻理论。
培养学生的技术应用能力为主,以应用为目的,以必需和够用为尺度,适当增加了一些综合设计技能项目,以提高学生综合处理和解决问题的能力。
二、课程目标(一)知识性目标通过本课程的学习,学生在基本理论、基本知识应达到下列要求:模拟部分:1.半导体器件方面:理解常用半导体器件(如二极管、稳压管、三极管、场效应管)的符号和应用范围,掌握它们的工作特点、主要参数及其合理选用的方法,了解新型电子元器件的性能特点及使用方法。
2基本单元电路方面:理解基本单元电路(如共发射极放大电路、共集电极放大电路、差动放大电路等)的组成、特点、分析方法。
了解集成运放,低频功率放大器功能特点也应用方法,能识读整流滤波电路图,理解集成直流稳压电源的稳压原理。
了解三端集成稳压器件的种类、主要参数,以及典型应用电路。
数字部分:掌握数制的换算,了解各种编码,掌握逻辑代数的运算,掌握组合逻辑电路的分析和设计方法,掌握触发器的状态方程和波形图,掌握时序逻辑电路的分析和设计,了解集成D/A和A/D转换器的功能特点和应用方法。
共源极场效应管放大电路
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.3.2 交流放大特性
Ri Rg3 ( Rg1 // Rg2 )
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
Hale Waihona Puke & & & g mU gs RL Uo Au & & & Ui U gs g mU gs RL g m RL 1 g m RL
U GS 2 I D I DO ( 1) (增强型MOS管) U GS(th)
U DS U DD I D ( Rd R)
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.2.3 交流放大特性
共源极场效应管微变等效模型
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
共源极场效应管放大电路的微变等效电路
式中RL ’ =RS∥RL 。 输出电压与输入电压同相,且gm RL 所以Au小于1,但接近于1。
’
>>1,
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
Ri RG3 RG1 // RG 2
RO
1 1 gm RS
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
分析可知,源极输出器的特点: 电压放大倍数小于且接近于1 输入电阻较高 输出电阻较低。
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.2共源极场效应晶体管放大电路
3.2.1 电路结构
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.2.2 直流静态工作点(P84)
U GS U G U S
Rg2 Rg1 Rg2
U DD I D RS
U GS 2 I D I DSS (1 ) (JFET和耗尽型MO S管) U GS(off)
场效应管的特性分析与应用
场效应管的特性分析与应用场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种使用电场控制电流的半导体器件。
它是三极管的一种替代品,因为它具有更高的输入电阻和更好的高频特性,适用于多种应用领域,包括数字电路、模拟电路、功率放大器等。
本文将对场效应管的基本原理、特性和应用进行介绍。
一、基本原理场效应管是由金属间隔层、半导体控制层和金属引脚构成的。
控制层是绝缘层,可以通过改变控制层的电场来控制电流的流动。
FET有三个电极:栅(Gate)、漏(Drain)和源(Source)。
当有电压加到栅极时,在栅与源之间就会形成一个反向偏压。
这时,控制层中的电子会移动到栅与源之间的电容区域,使电容区域中的电荷变化。
这种电荷变化会导致源与漏之间的电阻发生变化,从而控制漏电流的流动。
根据控制层的不同,场效应管可以分为两种类型:金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)和结型场效应管(Junction Field Effect Transistor,JFET)。
MOSFET是最常见的类型,结型场效应管则适用于低噪声电路和灵敏度较高的应用。
二、特性1.高输入阻抗输入阻抗(Input Impedance)是指输入信号与输入端口之间的等效电路阻抗。
场效应管的输入阻抗非常高,通常大于1MΩ,因此可以用作放大器前置放大器。
在放大器电路中,输入信号经过场效应管放大之后,可以将噪声和失真降到最低。
2.高频特性场效应管的高频特性非常好,因为它的输出电容很小,且不易受输入电压变化的影响。
在高频电路中,场效应管可以被用作放大器、开关、电阻、振荡器等。
3.低功耗场效应管与三极管相比,功率消耗非常低。
因为场效应管不需要流入控制电流,可以节省电源功率。
同时,场效应管的漏电流非常小,也可以降低静态功率消耗。
4.高可靠性场效应管的可靠性非常高,因为它没有活动组件,不受机械振动和运动的影响。
场效应晶体管及其应用资料课件
在模拟电路中的应用
信号放大
在模拟电路中,场效应管 可作为放大器使用,具有 低噪声、高输入阻抗等优 点。
混频器和振荡器
场效应管可用于构建混频 器和振荡器,用于信号处 理和通信系统。
电源管理
在电源电路中,场效应管 可用来调节电压和电流, 实现高效的电源管理。
在功率电路中的应用
电源开关
在功率电路中,场效应管可作为 电源开关使用,实现高效、快速
注入的均匀性和准确性。
设备选择
03
根据具体的制造工艺选择相应的设备,如氧化炉、光刻机、刻
蚀机和离子注入机等。
06
实际应用案例分析
场效应晶体管在微处理器中的应用
场效应晶体管在微处理器中作 为开关元件,控制电流的通断 。
由于其高速开关特性和低导通 电阻,场效应晶体管在微处理 器中能够实现高速、低功耗的 数据传输。
可靠性问题
随着使用时间的增长,场效应晶体管可能会出现老化、失效等问题 ,影响电子设备的稳定性和寿命。
能效问题
目前场效应晶体管的能效还有待提高,尤其是在低电压、低功耗的 应用场景下,需要进一步优化设计。
未来的发展趋势与前景
新材料与新工艺
绿色环保
随着新材料和先进工艺的发展,场效 应晶体管将不断优化,实现更高的性 能和更低的功耗。
结构
场效应晶体管由源极、漏极、栅极和基片组成,其中栅极通 过绝缘层与基片隔离,通过改变输入电压来控制输出电流。
02
场效应晶体管的性能参数
直流参数
开启电压
指场效应管正常工作所需的最 小电压,也称阈值电压。
漏源饱和电压
当漏极电流达到最大时,对应 的漏源电压称为漏源饱和电压 。
跨导
表示场效应管放大能力的参数 ,定义为电压变化量与电流变 化量的比值。
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。
场效应管封装类型和标识_解释说明以及概述
场效应管封装类型和标识解释说明以及概述1. 引言1.1 概述场效应管(MOSFET)是一种常用的电子元件,广泛应用于电路设计和功率控制系统中。
在实际应用中,不同的场效应管需要使用不同的封装类型和标识来满足特定的需求。
1.2 文章结构本文将重点介绍场效应管封装类型和标识的相关知识。
首先,我们将解释说明什么是场效应管封装类型,包括其定义、特点和主要分类。
然后,我们将详细讨论场效应管封装标识,介绍其作用、使用方法以及常见的标识符号含义。
最后,我们将对场效应管封装进行概述,总结各种封装的主要特点和适用范围。
1.3 目的通过本文对场效应管封装类型和标识进行详细说明和概述,旨在帮助读者更好地理解场效应管及其相关标识信息,并为正确选择合适的封装类型提供参考依据。
此外,本文还将为读者提供一个全面了解场效应管封装领域发展动态的基础,在电子领域中有关设计、测试和选型方面提供实用指导。
2. 场效应管封装类型和标识2.1 场效应管封装类型解释说明场效应管(MOSFET)是一种常用的电子器件,广泛应用于各种电路中。
场效应管的封装类型决定了其外观形状、引脚布局以及安装方式等特征。
常见的场效应管封装类型有TO-92、TO-220、SOT-23等。
TO-92是一种较小型的封装,通常具有三个引脚。
其中一个引脚是栅极(Gate),另外两个引脚分别是漏极(Drain)和源极(Source)。
这种封装适用于低功率的电路应用,如小型信号放大器和开关等。
TO-220是一种较大型的封装,通常具有三个或四个引脚。
其中一个引脚是栅极,其他引脚则用于漏极和源极之间的电流传输以及导热至散热器。
这种封装适用于中高功率的电路应用,如交流驱动器、开关稳压器和电机控制等。
SOT-23是一种更小型的表面贴片封装,通常具有三个引脚。
与TO-92相比,SOT-23封装更适用于小型空间集成电路和低功耗应用,如便携式设备和手机等。
2.2 场效应管封装标识解释说明场效应管的封装标识通常是指封装型号或代号,其目的是方便对不同类型的场效应管进行识别和选择。
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2. 伏安特性
饱和漏极电流 夹断电压
饱和漏极电流
O
夹断电压
uGS 取正、负、零都可以,因此使用更方便。
当DNMOS管工作于放大区时,
– 3 O uGS /V
P 沟道结型FET
iD
/mA uGS
=
0
V
1V
2V
iD /mA IDSS UGS(off)
3V
O
- uDS /V
O 3 uGS /V
当工作于放大区时,
iD
K (uGS
UGS(off) )2
IDSS (1
uGS U GS(off)
)2
例2.3.1
有四种场效应管,其输出特性或饱和区转移特性分别如 图所示,试判断它们各为何种类型管子?对增强型管, 求开启电压UGS(th) ;对耗尽型管,求夹断电压UGS ( off ) 和饱和漏极电流IDSS 。
型即 Metal-Oxide-Semiconductor
增强型
type Field Effect Transistor)
P沟道
耗尽型
2.3.1 MOS场效应管的结构、工作原理及伏安特性
一、N 沟道增强型 MOSFET 1. 结构与符号
简称NEMOS管
简化的结构示意图
2.3.1 MOS场效应管的结构、工作原理及伏安特性
IDQ=4mA 和IDQ=1mA
由IDQ=4mA,得UGSQ= 4mA×2k= 8V,其值小于UGS(off) , 对应的IDQ应为零,可见不合理,应舍弃。方程解应为
IDQ=1mA
UGSQ = (1×2)V = 2V
例1×(12+2)]V= 6V
由于
(2)uDS 对输出电流 iD的控制作用
预夹断发生之前, uDS近似与 iD成正比 预夹断发生之后,当uDS增大时, iD 不变
因为预夹断发生之后: uAS为常数,且A、S间 的沟道电阻近似为常数
3. 伏安特性
(1) 输出特性
iD f (uDS ) uGS 常数
放大区(饱和区) 恒流、线性放大
DO
(
uGS U GS(th)
1)2
电导常数, 单位mA/V2
导电沟道中的电子迁移 率,反映了电子在电场 作用下运动的快慢程度。
栅极氧化 层单位面 积电容。
K
nCox
2
W L
沟通宽度 沟通长度
适用于ENMOS管 工作于放大区时
(2) 转移特性 iD f (uGS ) uDS 常数
iD
K (uGS
6. 漏源击穿电压U(BR)DS
7. 栅源击穿电压U(BR)GS
8. 最大漏极功耗 PDM
PD = uDS iD
*FET小结
FET 是利用栅源电压改变导电沟道的宽窄来控 制漏极电流的。由于输入电流极小,故称为电压控制 型器件,而BJT则称为电流控制型器件。
FET有耗尽型和增强型之分,耗尽型存在原始导 电沟道,而增强型只有在栅源电压绝对值大于开启电 压绝对值后,才会形成导电沟道。各类场效应管均有 N沟道和P 沟道之分,故共有六种类型场效应管。注 意比较它们的符号、伏安特性、工作电压极性要求。
IDSS IDQ
增强型管放大工作时
2 gm 2K (UGSQ UGS(th) ) 2 KIDQ UGS(th)
IDO是 uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值
IDO IDQ
2.3.3 场效应管的主要参数
5. 漏源动态电阻 rds
rds
uDS id
Q
饱和时 rds 一般为几十千欧 ~几百千欧
2.3.4 场效应管基本应用电路及其分析方法
基本应用:放大电路、电流源电路、 压控电阻、开关电路
FET 放大电路分析方法:公式法计算 Q点, 小信号模型法动态分析。
一、场效应管基本放大电路工作原理
共源放大电路
直流通路
放大过程图解
二、场效应管的小信号模型
小信号模型
简化小信号模型
三、场效应管电路分析举例
例2.3.1 解:
N沟道DMOS管 UGS( off ) = 4V,IDSS=2mA
P沟道EMOS管 UGS( th) = 2V
例2.3.1 解续:
N沟道结型场效应管
N沟道DMOS管
UGS( off) = 4V,IDSS=4mA UGS( off) = 4V, IDSS=2mA
作业: P99~ 2.9a b 2.10c d
零
零
当场效应管工作于饱和区时,对于耗尽型管有
iD
I DSS (1
uGS U GS(off)
)2
2 gm U GS(off) I DSS I DQ
对于增强型管有
iD
I
DO
(
uGS UGS(th)
1)2
gm
2 U GS(th)
I DO I DQ
IDO是 uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值
一、N 沟道增强型 MOSFET 1. 结构与符号
简称NEMOS管
栅极绝缘,输入电阻 很高,输入电流为零。
2. 工作原理
(1) uGS 对输出电流iD 的控制作用 a. uGS = 0 ,无导电沟道。
=0
2. 工作原理
(1) uGS 对输出电流iD 的控制作用
a. uGS = 0 ,无导电沟道。 b. uGS 加正电压,当uGS UGS(th) 时,栅极表面层形成导电沟道
K
pCox
2
W L
2.3.2 结型场效应管的结构、工作原理及伏安特性
一、结构与符号 为耗尽型FET
NJFET
二、工作原理
PJFET
栅源电压必须使 PN结反偏,以保证 输入电阻很高。
三、伏安特性
N 沟道结型FET
iD
/mA uGS
=0V
-1 V
-2 V
-3 V
O
uDS /V
iD /mA UGS(off) IDSS
> 108
2.3.3 场效应管的主要参数
4. 低频跨导 gm
gm
iD uGS
Q
反映了uGS 对 iD 的控制能力, 单位 S(西门子),一般为几毫西 (mS)。
iD /mA Q uGS /V
耗尽型管放大工作时
gm 2K (UGSQ UGS(off) ) 2
O
2
KI DQ
U GS(off)
二、N 沟道耗尽型 MOSFET
1. 结构、符号与工作原理
制造时在SiO2 绝缘层中掺入正离子,故在 uGS = 0 时已形成 沟道。改变uGS可控制导电沟道的宽窄,当uGS UGS(off) 时, 沟道全夹断。
耗尽型场效应管导电沟道全夹断时对应的的栅源电压称为 夹断电压( UGS(off) )。
UDSQ> UGSQ UGS(off) = 2V+4V = 2V
因此假设正确,计算结果有效,故 UGSQ = 2V ,IDQ=1mA ,UDSQ = 6V
N 沟道增强型MOSFET
iD /mA uGS = 8 V
6V
4V
iD /mA UGS(th)
2V
O
uDS /V
2 uGS /V
N 沟道耗尽型MOSFET
iD
/mA uGS
=
2
V
iD /mA
0V -2 V
UGS(off)
IDSS
-4 V
O
uDS /V – 4 O uGS /V
P 沟道增强型MOSFET
可变电阻区(非饱和区) 压控电阻
临界线为uDS = uGS UGS(th), uDS >uGS UGS(th),放大区, uDS <uGS UGS(th),可变电阻区。
截止区 uGS UGS(th) 沟道全夹断 iD = 0
提示: 1. FET和BJT两者的饱和
区含义、特性不同。 2. 全夹断与预夹断不同。
P 沟道耗尽型MOSFET
iD /mA uGS = – 8 V
–6V –4V
iD /mA UGS(th)
–2V
O
- uDS /V – 2 O uGS /V
iD /mA
iD /mA
uGS = – 2 V
0V 2V
IDSS
UGS(off)
4V
O
- uDS /V O 4 uGS /V
MOSFET 伏安特性的比较
当EPMOS管工作于放大区时,电流方程为
iD
K (uGS
UGS(th) )2
I
DO
(
uGS U GS(th)
1)2
当DPMOS管工作于放大区时,电流方程为
iD
K (uGS
UGS(off) )2
IDSS (1
uGS )2 U GS(off)
导电沟道中的空穴迁移 率,通常约等于电子迁 移率的一半。
2.3.3 场效应管的主要参数
1. 开启电压 UGS(th)(增强型) 夹断电压 UGS(off)(耗尽型)
2. 饱和漏极电流 IDSS 耗尽型场效应管在 uGS = 0 时 所对应的饱和漏极电流。
IDSS iD /mA
uGS /V UGS(off) O UGS(th)
3. 直流输入电阻 RGS 指漏源间短路的情况下,栅、源间加一定电压时的 栅源直流电阻。
开始形成导电沟道所需的栅源电压称为开启电压( UGS(th) ) c. 增大uGS ,则导电沟道加厚。
+
2. 工作原理