场效应管复习知识点
15.MOS管知识点梳理,它凭什么成为现代电力电子的主角
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15.MOS管知识点梳理,它凭什么成为现代电力电子的主角场效应晶体管(FET)是利用电场效应来控制晶体管电流的半导体器件,因此叫场效应管。
它是一种用输入电压控制型的半导体器件。
按基本结构分为结型场效应管和金属-氧化物-半导体场效应管(又叫绝缘栅型场效应管)。
场效应管家族分类场效应管的特点:输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单。
由于市面上见到和工作中使用的主要是增强型MOSFET,下面内容以此讨论。
1.MOS管的基础知识MOS管分为N沟道MOS管和P沟道MOS管(N沟道应用更加广泛)。
MOS管的三个极分别为:栅极G、漏极D、源极S。
N沟道MOS管和P沟道MOS管电路符号N-MOS与P-MOS区别MOS管实物图(TO-220封装)注:MOS管制造工艺会造成内部D极与S极之间存在一个寄生二极管,其作用:一是电路有反向电压时,为反向电压提供续流,避免反向电压击穿MOS管;二是当DS两级电压过高时,体二极管会先被击穿,进而保护MOS;对于高速开关场合,寄生二极管由于开通速度慢,导致反向后无法迅速开通,进而损坏MOS,因此需要在外部并联一个快恢复或肖特基二极管。
2.MOS管的主要参数IRF3205规格书IRF3205规格书①漏源电流ID: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 ID 。
此参数会随结温的上升而有所降低。
②漏源击穿电压VDSS:是指栅源电压VGS 为 0 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 VDSS 。
③导通漏源电阻RDS(on):在特定的结温及漏极电流的条件下,MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。
它是一个非常重要的参数,决定了 MOSFET 导通时的消耗功率。
此参数一般会随结温的上升而有所增大。
故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。
④开启电压VT:是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时(规定ID值)的栅极电压。
场效应管的原理和基础知识
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场效应管的原理和基础知识基本概念场效应管是⼀种受电场控制地半导体器件(普通三极管地⼯作是受电流控制地器件).场效应管应具有⾼输⼊阻抗,较好地热稳定性、抗辐射性和较低地噪声.对夹断电压适中地场效应管,可以找到⼀个⼏乎不受温度影响地零温度系数⼯作点,利⽤这⼀特性,可使电路地温度稳定性达到最佳状态.电⼦电路中常⽤场效应管作放⼤电路地缓冲级、模拟开关和恒流源电路.场效应管按结构可分为结型场效应管(缩写为)和绝缘栅场效应管(缩写为),从导电⽅式看,场效应管分为型沟道型与型沟道型.绝缘栅型场效应管有增强型和耗尽型两种,⽽只有耗尽型.⼀、基本结构场效应管是利⽤改变电场来控制半导体材料地导电特性,不是像三极管那样⽤电流控制结地电流.因此,场效应管可以⼯作在极⾼地频率和较⼤地功率.此外,场效应管地制作⼯艺简单,是集成电路地基本单元.场效应管有结型和绝缘栅型两种主要类型.每种类型地场效应管都有栅极、源极和漏极三个⼯作电极,同时,每种类型地场效应管都有沟道和沟道两种导电结构.绝缘栅型场效应管⼜叫做管.根据在外加电压时是否存在导电沟道,绝缘栅场效应管⼜可分为上增强型和耗尽型.增强型管在外加电压时不存在导电沟道,⽽耗尽型地氧化绝缘层中加⼊了⼤量地正离⼦,即使在时也存在导电沟道.沟道绝缘栅型为栅极为源极为漏极衬底结型场效应管地结构与绝缘栅场效应管地结构基本相同,主要地区别在于栅极与通道半导体之间没有绝缘.沟道和沟道结型从场效应管地基本结构可以看出,⽆论是绝缘栅型还是结型,场效应管都是两个背靠背地结.电流通路不是由结形成地,⽽是依靠漏极和源极之间半导体地导电状态来决定地.⼆、电路符号基本参数场效应管地主要技术参数,可分为直流参数和交流参数两⼤类.⼀、夹断电压和开启电压⼀般是对结型管⽽⾔,当栅源之间地反向电压增加到⼀定数以后,不管漏源电压⼤⼩都不存在漏电流.这个使开始为零地电压叫作管⼦地夹断电压⼀般是对管⽽⾔,表⽰开始出现时地栅源电压值.对沟道增强型、沟道耗尽型为正值,对沟道耗尽型、沟道增强型为负值.⼆、饱和漏电流当⽽⾜够⼤时,漏电流地饱和值,就是管⼦地饱和漏电流,常⽤符号表⽰.三、栅极电流当栅极加上⼀定地反向电压时,会有极⼩地栅极电流,⽤符号表⽰.对结型场效应管在之间;对于⽽⾔⼀般⼩于安.正是由于栅极电流极⼩,所以场效应管具有极⾼地阻抗.四、通导电阻五、截⽌漏电流六、跨导七、漏源动态电阻基本特性⼀、转移特性和输出特性⼯程应⽤中最常⽤地是共源极电路地输⼊和输出关系曲线,场效应管地共源极连接是把源极作为公共端、栅极作为输⼊端、漏极作为输出端.由于共源极场效应管地输⼊电流⼏乎为零,因此,其输⼊曲线反映地是栅极电压与漏极电流地关系,叫做转移特性.反映间电压与之间关系地叫做输出曲线.场效应管共源极电路转移特性曲线和输出特性曲线场效应管输出特性有可变电阻(也叫夹断区)、放⼤(也叫恒流区)、截⽌区和击穿区四个⼯作区.这与三极管地饱和、截⽌、放⼤和击穿相似.⼆、截⽌与电阻导通特性场效应管间不导通状态叫做截⽌,此时接近,场效应管没有电流传导地能⼒,相当于开关断开.产⽣截⽌现象地原因,是此时场效应管没有形成导电沟道.场效应管输出特性曲线中与之间呈线性关系地区域叫做电阻区,⼆者之间地关系可近似为其中为导通电阻,⼀般都很⼩.在电阻区,场效应管地之间近似为⼀个不变电阻.⽆论是在电阻区还是截⽌区,场效应管地电流控制能⼒很微弱,这是在应⽤设计中必须⼗分注意地问题.在设计模拟信号电路时,⼀定要使电路⼯作在场效应管地放⼤区,避免进⼊电阻区和截⽌区.在设计开关电路时,要使电路能很快地在电阻和截⽌状态之间转换,避免进⼊放⼤区.使⽤场效应管时,应当注意以下⼏个问题:()为了防⽌栅极击穿,要求⼀切测试仪器、电路本⾝、电烙铁都必须良好接地.焊接时,⽤⼩功率烙铁迅速焊接,或拔去电源⽤余热焊接,并应先焊源极,后焊栅极.()场效应管输送阻抗较⾼,故在不使⽤时,必须将引出线短路,以防感应电势将栅极击穿则不可短路.()要求⾼输⼊阻抗地线路,须采取防潮措施,以免使输⼊阻抗显著降低.()场效应管栅极有地可加正压或负压,⽽常⽤地结型场效应管因是沟道耗尽型,栅极只能加负压.()场效应管地漏极和源极通常制成对称地,除源极和衬底制造时连在⼀起地管⼦外,漏极和源极可互换使⽤.。
场效应管知识点
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场效应管知识点场效应管是一种重要的电子器件,广泛应用于各个领域,如通信、计算机、电子设备等。
它的工作原理是基于电场的调控作用,通过电场的控制来控制电流的流动,实现信号放大、开关控制等功能。
本文将从场效应管的基本结构、工作原理和应用等方面进行详细介绍。
一、场效应管的基本结构场效应管由栅极、漏极、源极和沟道四部分组成。
其中栅极是控制电流的输入端,漏极是电流的输出端,源极是电流的输入端,而沟道则连接源极和漏极。
栅极与源极之间的电压可以控制沟道中的电场分布,从而控制电流的流动。
栅极与漏极之间的电压被称为栅极电压,而漏极与源极之间的电压被称为漏极电压。
二、场效应管的工作原理1. N沟道MOSFETN沟道MOSFET是一种常见的场效应管,其沟道为N型材料。
当栅极电压为0V时,沟道中没有电子流动,处于截止状态;当栅极电压为正值时,形成栅极-沟道电场,使沟道中的N型材料中的电子被推向漏极,形成漏-源电流,处于导通状态。
2. P沟道MOSFETP沟道MOSFET是另一种常见的场效应管,其沟道为P型材料。
当栅极电压为0V时,沟道中没有空穴流动,处于截止状态;当栅极电压为负值时,形成栅极-沟道电场,使沟道中的P型材料中的空穴被推向漏极,形成漏-源电流,处于导通状态。
三、场效应管的应用场效应管具有很多优点,如高输入阻抗、低输出阻抗、功耗小、速度快等,因此在电子电路设计中有着广泛的应用。
以下是场效应管的几个常见应用场景。
1. 信号放大器场效应管可以通过控制栅极电压来调节漏极电流,从而实现信号的放大。
在放大器电路中,场效应管常常作为前置放大器,将输入信号放大后再输出给后续电路。
2. 开关控制场效应管可以作为开关来控制电流的通断。
当栅极电压为高电平时,场效应管处于导通状态,电流可以通过;当栅极电压为低电平时,场效应管处于截止状态,电流无法通过。
因此,场效应管常用于各种开关电路中。
3. 数字逻辑电路由于场效应管的特性,它可以作为数字逻辑门电路的基本单元。
场效应管的基础知识
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场效应管的基础知识:
场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种利用电场效应来控制半导体器件中的电流流动的半导体器件。
以下是场效应管的基础知识:
1.工作原理:场效应管利用电场效应原理,通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间
的电流。
当栅极电压为零时,源极和漏极之间没有电流。
当栅极电压不为零时,电场效应使得半导体内的电子聚集在沟道的一侧,形成导电沟道,从而使得源极和漏极之间有电流流动。
2.结构:场效应管的结构包括源极(Source)、漏极(Drain)、栅极(Gate)三个电
极。
源极和漏极之间是半导体材料,称为沟道。
栅极位于源极和漏极之间,通过控制栅极电压来控制沟道的通断。
3.类型:场效应管有N沟道和P沟道两种类型。
N沟道场效应管的源极和漏极之间是
N型半导体,P沟道场效应管的源极和漏极之间是P型半导体。
4.特性曲线:场效应管的特性曲线包括转移特性曲线和输出特性曲线。
转移特性曲线
表示栅极电压对漏极电流的影响,输出特性曲线表示漏极电流与漏极电压之间的关系。
5.应用:场效应管广泛应用于电子设备中,如放大器、振荡器、开关等。
由于场效应
管具有体积小、重量轻、寿命长等优点,因此在便携式设备、移动通信等领域得到广泛应用。
MOS场效应管笔记
![MOS场效应管笔记](https://img.taocdn.com/s3/m/df0048f704a1b0717fd5ddf0.png)
场效应管 D、S 之间的电阻 动态电阻= ,在放大区,VDS 在变,电流 ID 是不变的,即动态电阻△ △V非常大,是恒流区。
波的平均值越低,对正弦波的形状也有所改善。 Rs(源极电阻)不能太小。 Rs(源极电阻)最好有,这时 Vg 范围比较大,如果没有 Rs(源极 电阻) ,Vg 范围很小,而且很容易失真。 6. Rs(源极电阻)旁边并联的电容,1u 时放大倍数稍微小一点,但 是波形不失真, 100u 时放大倍数稍微大一点, 但是波形有点失真。
NMOS 增强型场效应管放大电路(结合仿真) 1. 放大倍数和垮导、 Rd (漏极电阻) 、 Rl (负载电阻) 、 Rs (源极电阻) 有关。 2. Rd(漏极电阻)越小,放大倍数也越小,输出正弦波的平均值越 高。 原因是电阻越小,导致 Rd 上的电压降越小,所以 Vd 变高了。 3. 放大倍数和 Vg 无关。 4. Vg 越高,输出正弦波的平均值越低。 Vg 越低,输出正弦波的平均值越高。 原因是 NMOS 增强型,Vg 越高,Id 越大,导致 Rd 上的电压降越 多,所以 Vd 变低了。 5. Rs(源极电阻)最好有。Rs 越小,放大倍数越大,同时输出正弦
场效应管的基础知识
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场效应管的基础知识英文名称:MOSFET(简写:MOS)中文名称:功率场效应晶体管(简称:场效应管)场效应晶体管简称场效应管,它是由半导体材料构成的。
与普通双极型相比,场效应管具有很多特点。
场效应管是一种单极型半导体(内部只有一种载流子—多子)分四类:N沟通增强型;P沟通增强型;N沟通耗尽型;P沟通耗尽型。
增强型MOS管的特性曲线场效应管有四个电极,栅极G、漏极D、源极S和衬底B,通常字内部将衬底B与源极S相连。
这样,场效应管在外型上是一个三端电路元件场效管是一种压控电流源器件,即流入的漏极电流ID栅源电压UGS控制。
1、转移特性曲线:应注意:①转移特性曲线反映控制电压VGS与电流ID之间的关系。
②当VGS很小时,ID基本为零,管子截止;当VGS大于某一个电压VTN时ID随VGS的变化而变化,VTN称为开启电压,约为2V。
③无论是在VGS2、输出特性曲线:输出特性是在给顶VGS的条件下,ID与VDS之间的关系。
可分三个区域。
①夹断区:VGS②可变电阻区:VGS>VTN且VDS值较小。
VGS值越大,则曲线越陡,D、S极之间的等效电阻RDS值就越小。
③恒流区:VGS>VTN且VDS值较大。
这时ID只取于VGS,而与VDS无关。
3、MOS管开关条件和特点:管型状态,N-MOS,P-MOS特点截止VTN,RDS非常大,相当与开关断开导通VGS≥VTN,VGS≤VTN,RON很小,相当于开关闭合4、MOS场效应管的主要参数①直流参数a、开启电压VTN,当VGS>UTN时,增强型NMOS管通道。
b、输入电阻RGS,一般RGS值为109~1012Ω高值②极限参数最大漏极电流IDSM击穿电压V(RB)GS,V(RB)DS最大允许耗散功率PDSM5、场效应的电极判别用R×1K挡,将黑表笔接管子的一个电极,用红表笔分别接另外两个电极,如两次测得的结果阻值都很小,则黑表笔所接的电极就是栅极(G),另外两极为源(S)、漏(D)极,而且是N型沟场效应管。
场效应管基础知识资料
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场效应管基础知识一、场效应管的分类按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。
若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。
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。
二、场效应三极管的型号命名方法第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。
例如CS14A、CS45G等。
三、场效应管的参数1、I DSS —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U GS=0时的漏源电流。
2、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。
3、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。
4、gM —跨导。
是表示栅源电压U GS —对漏极电流I D的控制能力,即漏极电流I D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。
5、BUDS —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BUDS。
6、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。
7、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IDSM几种常用的场效应三极管的主要参数四、场效应管的作用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。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
场效应管基础知识单选题100道及答案解析
![场效应管基础知识单选题100道及答案解析](https://img.taocdn.com/s3/m/935dfd7c11a6f524ccbff121dd36a32d7275c74d.png)
场效应管基础知识单选题100道及答案解析1. 场效应管是一种()控制器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案:B解析:场效应管是电压控制型器件,通过栅源电压来控制漏极电流。
2. 场效应管的输入电阻()。
A. 很小B. 较大C. 中等D. 很大答案:D解析:场效应管的输入电阻通常可达10^7 - 10^15 欧姆,输入电阻很大。
3. 结型场效应管的栅源电压不能()。
A. 为正B. 为负C. 为零D. 不确定答案:A解析:结型场效应管的栅源电压必须为负,才能形成导电沟道。
4. 增强型MOS 场效应管的开启电压()。
A. 大于零B. 小于零C. 等于零D. 不确定答案:A解析:增强型MOS 场效应管的开启电压大于零。
5. 耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时()。
A. 没有导电沟道B. 有导电沟道C. 导电沟道不确定D. 以上都不对答案:B解析:耗尽型MOS 场效应管在栅源电压为零时就有导电沟道。
6. 场效应管的跨导反映了()。
A. 输入电压对输出电流的控制能力B. 输入电流对输出电压的控制能力C. 输出电压对输入电流的控制能力D. 输出电流对输入电压的控制能力答案:D解析:场效应管的跨导表示输出电流对输入电压的控制能力。
7. 场效应管工作在恒流区时,其漏极电流主要取决于()。
A. 栅源电压B. 漏源电压C. 栅极电阻D. 漏极电阻答案:A解析:在恒流区,漏极电流主要由栅源电压决定。
8. 场效应管的夹断电压是指()。
A. 使导电沟道完全夹断时的栅源电压B. 使导电沟道开始夹断时的栅源电压C. 使漏极电流为零时的栅源电压D. 以上都不对答案:A解析:夹断电压是使导电沟道完全夹断时的栅源电压。
9. 场效应管的输出特性曲线可分为()个区域。
A. 2B. 3C. 4D. 5答案:B解析:输出特性曲线分为可变电阻区、恒流区和截止区三个区域。
10. 以下哪种场效应管的输入电容最小()。
A. 结型场效应管B. 增强型MOS 场效应管C. 耗尽型MOS 场效应管D. 无法确定答案:A解析:结型场效应管的输入电容相对较小。
场效应管详解
![场效应管详解](https://img.taocdn.com/s3/m/68b79ac670fe910ef12d2af90242a8956aecaa75.png)
场效应管详解一、场效应管的基本概念场效应管(Field-Effect Transistor,简称FET)是一种三极管,由栅极、漏极和源极三个电极组成。
栅极与漏极之间通过电场控制漏极和源极之间的电流。
二、场效应管的工作原理场效应管的工作原理基于电场控制电流的效应。
当栅极施加一定电压时,在栅极和漏极之间形成了一个电场,这个电场控制着漏极和源极之间的电流。
通过调节栅极电压,可以改变漏极和源极之间的电流,实现对电流的控制。
三、场效应管的分类根据不同的控制机构,场效应管可以分为三种类型:MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)、JFET(结型场效应管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。
MOSFET是最常见的一种场效应管。
四、场效应管的特点和优势1. 高输入阻抗:场效应管的栅极是绝缘层,因此栅极和源极之间的电流极小,使得场效应管具有很高的输入阻抗。
2. 低噪声:由于高输入阻抗的特性,场效应管的噪声很低。
3. 低功耗:场效应管的控制电流很小,从而使得其功耗较低。
4. 快速开关速度:场效应管的开关速度较快,适合高频应用。
五、场效应管的应用领域场效应管广泛应用于各种电子设备中,包括放大器、开关电路、调节电路、振荡器等。
在电子行业中,场效应管已经成为一种重要的电子元件。
六、场效应管的优化和发展随着科技的不断进步,场效应管也在不断优化和发展。
目前,一些新型的场效应管已经出现,如高电压场效应管、功率场效应管等,以满足不同领域对场效应管的需求。
场效应管作为一种重要的电子元件,具有较高的输入阻抗、低噪声、低功耗和快速开关速度等特点,广泛应用于各种电子设备中。
随着科技的不断发展,场效应管的优化和发展也在不断进行,使其能更好地满足不同领域的需求。
场效应管的研究和应用将继续推动电子技术的发展,为人们的生活带来更多便利和创新。
场效应管(MOS管)知识介绍
![场效应管(MOS管)知识介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/13276e6f9ec3d5bbfd0a74c9.png)
场效应管(MOS管)知识介绍6.1场效应管英文缩写:FET(Field-effect transistor)6.2 场效应管分类:结型场效应管和绝缘栅型场效应管6.3 场效应管电路符号:结型场效应管S SN沟道 P沟道6.4场效应管的三个引脚分别表示为:G(栅极),D(漏极),S(源极)D D D DGG G G 绝缘栅型场效应管增强型 S 耗尽型N沟道 P沟道 N沟道 P沟道注:场效应管属于电压控制型元件,又利用多子导电故称单极型元件,且具有输入电阻高,噪声小,功耗低,无二次击穿现象等优点。
6.5场效应晶体管的优点:具有较高输入电阻高、输入电流低于零,几乎不要向信号源吸取电流,在在基极注入电流的大小,直接影响集电极电流的大小,利用输出电流控制输出电源的半导体。
6.6场效应管与晶体管的比较(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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6.7 场效应管好坏与极性判别:将万用表的量程选择在RX1K档,用黑表笔接D极,红表笔接S极,用手同时触及一下G,D极,场效应管应呈瞬时导通状态,即表针摆向阻值较小的位置,再用手触及一下G,S极, 场效应管应无反应,即表针回零位置不动.此时应可判断出场效应管为好管.将万用表的量程选择在RX1K档,分别测量场效应管三个管脚之间的电阻阻值,若某脚与其他两脚之间的电阻值均为无穷大时,并且再交换表笔后仍为无穷大时,则此脚为G 极,其它两脚为S极和D极.然后再用万用表测量S极和D极之间的电阻值一次,交换表笔后再测量一次,其中阻值较小的一次,黑表笔接的是S极,红表笔接的是D极.。
场效应管知识总结
![场效应管知识总结](https://img.taocdn.com/s3/m/41b0b4b677a20029bd64783e0912a21614797fc4.png)
场效应管知识总结咱来唠唠场效应管这玩意儿,这里面的学问可不少呢。
我有个搞电子维修的朋友,眼睛小小的,一笑起来就眯成一条缝。
他老跟我抱怨场效应管不好弄,说:“这东西可太麻烦了,一会儿好一会儿坏的。
” 我就笑他:“你那是没摸清它的门道。
”场效应管啊,就像个有脾气的小怪物。
它有不同的类型,像结型场效应管,那结构看着就像个迷宫似的。
我拿着资料研究的时候,那图纸上的线条弯弯绕绕,我得瞪大眼睛仔细瞧。
还有绝缘栅型场效应管,这名字听起来就感觉它像是穿着一层防护服,和别的东西隔离开呢。
这场效应管的工作原理也有意思。
就像是用水管控制水流一样,电压就像那控制水流大小的阀门。
在它里面,通过控制栅极电压,就能改变源极和漏极之间的电流。
我跟我那朋友讲的时候,拿了个简易的模型比划,他在旁边挠着头,说:“你这说得太玄乎了,我还是不太明白。
” 我就敲敲他脑袋,说:“你就想象你在控制水龙头,电压就是你的手。
”场效应管的参数也很关键。
什么跨导啦、开启电压啦,这些参数就像人的身高体重一样,是它的特征。
比如说开启电压,要是这个值不对,这场效应管可能就不工作了。
我有次在实验室里测一个场效应管的开启电压,那仪器闪着小灯,我盯着显示屏,心里盼着数值能在正常范围内,那紧张劲儿,就像等考试成绩似的。
在电路里,场效应管的用处可大了。
它能当放大器,把小信号放大得大大的。
就像一个小声音经过一个大喇叭,传出来就震耳欲聋了。
我见过一个音响电路,里面的场效应管就像个大力士,把那微弱的音频信号变得很强,放出来的音乐可好听了。
而且它还能当电子开关呢,开和关的时候可迅速了,就像闪电一样快。
我跟朋友说:“你看这场效应管,多厉害,能干活儿还不拖泥带水。
” 他也点头说:“是这么回事儿。
”不过呢,这场效应管也有脆弱的地方。
它怕静电,就像一个胆小的孩子怕鞭炮声一样。
要是不小心有静电打上去,它可能就坏了。
我就见过有人在安装场效应管的时候没注意,结果管子坏了,那人一脸懊恼,直拍大腿,说:“哎呀,白忙活了。
场效应管知识集锦
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1::把万用表打到欧姆档红笔接D,黑笔接S,有一定电阻值(非0非无穷)黑笔接D,红笔接S,此时电阻无穷大.(因为Uds>0时,有Id.Uds<0时,无Id)这样就可判断D,S.余下那个为G栅极2::判断个屁呀,场效应管的管脚定义是世界统一的,从左到右依次为:G,D,S极.⊙手机充电保护端常用场效应管MOSFET,推荐型号有:(DFN3*2 封装)AON4703 ⊙充电器、电动玩具、MP4、GPS、便携式DVD、数码相框、锂电池等场效应管MOSFET,推荐型号有:(SOT-23 封装)Single-N 沟道AO3400 、AO3402 、AO3406 、AO3414 、AO3424 ;Single-P 沟道AO3401 、AO3407 、AO3409 、AO3413、AO3415 、AO3423 ;(SOIC-8 封装)Single-N 沟道AO4406 、AO4408、AO4410 、AO4420 、AO4430 、AO4474 、AO4456 、AO4468;Single-P沟道AO4405 、AO4407 、AO4409 、AO4411 、AO4413 、AO4419 、AO4421 、AO4423 、AO4425 、AO4429、AO4459 ;Dual-N 沟道AO4806 、AO4812 、AO4822、AO4826 、AO4828 、AO9926B ;Dual-P 沟道AO4801 、AO4803 、AO4805 、AO4821 ;(TSSOP-8 封装)Dual-N 沟道AO8810 、AO8814 、AO8820 、AO8822 ;(SC70-3 封装)Dual-N 沟道AO7400 、AO7402 ;Dual-P 沟道AO7401 、AO7405 、AO7407 ;⊙夜晶显示器、便携式DVD、数码相框等屏用高压条,常用场效应管MOSFET,推荐型号有:N+P 沟道AO4604 、AO4606 、AO4619、AO4620、;⊙电脑主板、显卡、电动工具、电动玩具、锂电池等常用场效应管MOSFET,推荐型号有:(TO-252 封装)Single-N 沟道AOD422、AOD442、AOD444、AOD452 、AOD464、AOD472 、AOD480、AO484 Single-P 沟道AOD403 、AOD407、AOD413、AO417 ⊙数码相框、DVB、通讯网络交换机常用电源IC,推荐型号有:AOZ1010AI 、AOZ1013AI 、AOZ1014AI 、AOZ1016AI型号厂家用途构造沟道v111(V) ixing(A) pdpch(W) waixing1 2SJ11 东芝DC, LF A, JChop P 20 -10m 100m 4-22 2SJ12 东芝DC, LF A,J Chop P 20 -10m 100m 4-23 2SJ13 东芝DC, LF A, JChop P 20 -100m 600m 4-354 2SJ15 富士通DC, LF A J P 18 -10m 200m 4-15 2SJ16 富士通DC, LF A J P 18 -10m 200m 4-16 2SJ17 C-MIC J P 20 0.5m 10m 4-477 2SJ18 LF PA J(V) P 170 -5 63 4-458 2SJ19 NEC LF D J(V) P 140 -100m 800m 4-419 2SJ20 NEC LF PA J(V) P 100 -10 100 4-4210 2SJ22 C-MIC J P 80 0.5m 50m场效应管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。
高级英语(考研方向) 场效应管
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高级英语(考研方向)场效应管
摘要:
1.场效应管的定义与分类
2.场效应管的工作原理
3.场效应管的特性与应用
4.场效应管在高级英语考研中的重要性
正文:
一、场效应管的定义与分类
场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种半导体器件,是基于半导体材料的电子运动方式而设计的。
场效应管可以按照结构、材料以及沟道类型进行分类,主要包括三极管、双极性晶体管和场效应晶体管等。
二、场效应管的工作原理
场效应管的工作原理主要依赖于半导体材料的电子运动方式。
在N 沟道场效应管中,电子在电场作用下从源极注入到漏极,而P 沟道场效应管则相反,空穴从源极注入到漏极。
通过改变栅极电势,可以调节沟道中的电子或空穴数量,从而实现对电路中电流的控制。
三、场效应管的特性与应用
场效应管具有高输入电阻、低噪声和低功耗等特点,在电路设计中有着广泛的应用。
例如,在放大电路中,场效应管可以作为输入级,实现对信号的放大;在开关电路中,场效应管可以作为开关元件,实现高速开关功能。
此外,场效应管还在模拟电路、数字电路以及射频电路等领域有着重要的应用。
四、场效应管在高级英语考研中的重要性
随着科技的发展,半导体技术在现代通信、计算机等领域发挥着越来越重要的作用。
因此,在高级英语考研中,对场效应管等相关半导体器件的理解和掌握显得尤为重要。
这不仅有助于提高考生的专业素养,也有助于他们更好地适应未来科技发展的需求。
总之,场效应管作为一种重要的半导体器件,在电子技术和高级英语考研中都具有重要意义。
第四节 场效应管讲解
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S
V UDS
S
ID f (UGS) UDS 常 数
UGS = 0 ,ID 最大; ID
VDD
UGS UGS
愈负,ID 愈小; = UP,ID 0。
IDSS
图 1.4.5 特性曲线测试电路
UP
O UGS
图 1.4.6 转移特性
两个重要参数
夹断电压 UP (ID = 0 时的 UGS) 饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID)
图 1.4.6(b) 漏极特性
漏极特性也有三个区:可变电阻区、恒流区和击穿 区。
第一章 半导体器件 场效应管的两组特性曲线之间互相联系,可根据漏
极特性用作图的方法得到相应的转移特性。
ID/mA UDS = 15 V
ID/mA UDS = 常数 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
UGS = 0 0.4 V
种类
绝缘 耗 栅型 尽 N 沟道 型
增 强 型 绝缘 栅型 P 沟道 耗 尽 型
第一章 半导体器件
符号
转移特性
D ID
B G
S
ID
ID
IDSS
UGS
UP O
O
D ID
B G
S D
ID
B G
S
UT O ID UGS
ID O
UP
UGS IDSS
漏极特性
+ UGS=0 _ _
UDS
_
+ +
o
_ _ _
o
N+
N+
子感应的负电荷减少,导电
沟道变窄,ID 减小; UGS = UP , 感应电荷被
“耗尽”,ID 0。
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识
![功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识](https://img.taocdn.com/s3/m/0fdeb1c22dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefee.png)
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(PowerMOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。
由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。
但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。
一、电力场效应管的结构和工作原理电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。
在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。
电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。
小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。
电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。
按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。
电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。
N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。
电气符号,如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。
当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。
如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS,并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,则管子开通,在漏、源极间流过电流ID。
UGS超过UT越大,导电能力越强,漏极电流越大。
二、电力场效应管的静态特性和主要参数PowerMOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性,与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。
1、静态特性(1)输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。
特性曲线,如图2(b)所示。
场效应管复习知识点.
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• 沟道全部被夹断,iD近似为0。
IV :击穿区
hy1j0
复习用课件
总 结:
1. 当
u U
GD
G S( o f f )
对于不同的uGS ,D--S之间等效成不同的电阻;
2. 当 U U U U
GD
GS
DS
G S( o ff )
D--S之间预夹断;
u U 3. 当 GD
G S( o f f )
•两个P+N结之间的P区称为导电沟道;
•符号中箭头的方向代表了栅源P+N结正偏时栅极的电 流方向。
D G
S
hyj3
复习用课件
二、工作原理
D
1 uDS =0时,uGS与对沟道电阻的控制作用
•当UGS=0时: 为平衡PN结,导电沟道最宽。
G
P
P
•当UGS < 0时: PN 结反偏,耗尽层
导电沟道
UGS
复习用课件
1.4 场效应管
场效应管 (简称FET)是一种电压控制器件 (uGS~ iD) 。工作时,只有一种载流子参与导电,因此它是单极 型器件。
FET因其制造工艺简单、功耗小、热稳定性好、输入电 阻极高、便于集成等优点,得到了广泛应用。
场效应管根据结构不同分为两大类:
结型场效应管 (JFET) 输入阻抗 106 ~ 109 绝缘栅场效应管 (MOSFET) 输入阻抗 1012 ~ 1014
hyj1
复习用课件
1.4.1 结型场效应管(JFET) D 漏极
一、 JFET的结构
1 结构 N沟道管:电子导电 P沟道管:空穴导电
G 栅极
P
P
N
D
G S
场效应管知识点
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场效应管知识点场效应管是一种半导体器件,也是现代电子技术中非常重要的一部分。
它具有电压控制特性,可以用来放大信号、开关电路等。
下面将对场效应管的知识点进行介绍。
一、场效应管的基本结构场效应管由源极、栅极和漏极组成。
源极和漏极之间通过一个P型或N型的半导体区域相隔,这个区域被称为沟道。
栅极则位于沟道的上方,通过栅极电压的变化来控制沟道中的电流。
二、场效应管的工作原理场效应管的工作原理主要是基于栅极电压与漏极电流之间的关系。
当栅极电压为零时,沟道中的电流几乎为零,处于截止状态;当栅极电压增大时,沟道中的电流随之增加,处于放大状态。
三、场效应管的类型场效应管根据沟道的类型可以分为两种类型:N沟道型和P沟道型。
N沟道型场效应管的沟道为N型半导体,P沟道型场效应管的沟道为P型半导体。
根据栅极结构的不同,场效应管又可以分为增强型和耗尽型两种。
四、场效应管的工作方式场效应管的工作方式主要有三种:共源极、共栅极和共漏极。
共源极方式是将信号加在栅极上,通过源极来输出信号;共栅极方式是将信号加在漏极上,通过栅极来输出信号;共漏极方式是将信号加在源极上,通过漏极来输出信号。
不同的工作方式适用于不同的应用场景。
五、场效应管的特点和优势场效应管具有以下特点和优势:1. 高输入阻抗:由于栅极与沟道之间没有电流流过,所以场效应管的输入阻抗非常高,可以减小对信号源的影响。
2. 低输出阻抗:场效应管的输出阻抗较低,可以提供较大的输出电流。
3. 低功耗:由于场效应管的工作电流较小,所以功耗也相对较低。
4. 快速开关速度:场效应管的开关速度较快,适用于高频率的应用。
5. 可靠性高:场效应管的结构简单,制造工艺成熟,具有较高的可靠性。
六、场效应管的应用领域场效应管在电子技术中有广泛的应用,主要包括以下几个领域:1. 放大器:场效应管可以作为放大器来放大信号,用于音频放大、射频放大等应用。
2. 开关电路:由于场效应管具有快速开关速度和低功耗的特点,可以用于开关电路中,如电源开关、光电开关等。
场效应管专题知识宣讲
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进一步增长VGS,当VGS>VGS(th) 时(称为开启电压),此时旳栅极电 压已经比较强,在接近栅极下方旳P 型半导体表层中汇集较多旳电子,能
够形成沟道,将漏极和源极沟通。假
如此时加有漏源电压,就能够形成漏
极电流ID。在栅极下方形成旳导电沟 道中旳电子,因与P型半导体旳载流 子空穴极性相反,故称为反型层。
3DJ7E 100 <1.2 >20 >20
3DJ15H 100 6~11 >20 >20
3DO2E 100 0.35~1.2 >12 >25
CS11C 100 0.3~1
- 25
VP gm V mA/ V -4 ≥ 2 -4 ≥ 3 -5.5 ≥ 8
-4 ≥ 2
fM MHz 300 90
1000
半导体三极管(场效应管)图片
Semiconductor FET)。分为: 增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道
N沟道增强型MOS管 旳构造示意图和符号见图 02.13。其中:D ( Drain ) 为漏极,相当于集电极C; G ( Gate )为栅极,相当于 基极B ; S ( Source ) 为源极, 相当于发射极E。
VDS=VDG+VGS =-VGD+VGS
VGD=VGS-VDS
当VDS为0或较小时,相当 VGS>VGS(th),沟道分布如图,此 时VDS 基本均匀降落在沟道中, 沟道呈斜线分布。
(动画2-5)
图02.15(a) 漏源电压VDS 对沟道旳影响
当VDS为0或较小时,相当VGS>VGS(th),沟道分布 如图02.15(a),此时VDS 基本均匀降落在沟道中,沟道 呈斜线分布。N沟源自道绝增缘 栅
强 型
场效应管专题培训
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ID / mA
6
5
预夹断轨迹
4
3
2
1
0
2
4
6
图3.11 输出特征曲线
UGS=5 V
4.5 V 4V 3.5 V 3V 2V
8
UDS / V
2. N沟道耗尽型MOS管
1)构造、符号和工作原理
N沟道耗尽型MOS管旳构造如图3.12(a)所示, 图形符号如图3.12(b)所示。N沟道耗尽型MOS管在 制造时,在二氧化硅绝缘层中掺入了大量旳正离子,
(2)
I D f (U DS ) UGS 常数
ID / mA 5
4
UDS= 10 V
3
2
1
UGS(th)
0 1 2 3 4 5 6 UGS / V
图3.10 转移特征曲线
图3.11为输出特征曲线,与结型场效应管类似, 也分为可变电阻区、恒流区(放大区)、夹断区和击 穿区,其含义与结型场效应管输出特征曲线旳几种区 相同。
I D f (UGS ) UGS 常数
图3.5为特征曲线测试电路。图3.6为转移特征曲 线。从转移特征曲线可知,UGS对ID旳控制作用如下:
ID mA
-
UGG +
D G
S V UGS
V UDS
+
UDD -
图3.5 场效应管特征测试电路
ID / mA IDSS
5
4
UDS=10 V
3
2
UGS(off) - 3.4
电 5阻
4区
恒流区
3
UGS= 0 -1 V
2
-2 V
1
- 3 .4V
0
10
20
夹断区
第3讲场效应管
![第3讲场效应管](https://img.taocdn.com/s3/m/144b74f26137ee06eff9187d.png)
漏极饱 和电流
夹断 电压
在恒流区时
iD
I
DSS
(1
uGS U GS(off)
)
2
为什么必须用转移特性 描述uGS对iD的控制作用?
二、 绝缘栅型场效应管
增强型管
Hale Waihona Puke 大到一定 值才开启高掺杂 耗尽层 空穴
衬底 SiO2绝缘层
反型层
uGS增大,反型层(导电沟道)将变厚变长。当 反型层将两个N区相接时,形成导电沟道。
结型场效应管
结构示意图
漏极
符号
栅极
导电 沟道
源极
1. 栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用
沟道最宽
UGS(off)
沟道变窄
沟道消失 称为夹断
uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必 须加负电压?
2. 漏-源电压对漏极电流的影响
uGD>UGS(off)
uGD=UGS(off)
预夹断
uGD<UGS(off)
1. 增强型MOS管uDS对iD的影响刚出现夹断
iD随uDS的增 大而增大,可
uGD=UGS(th), 预夹断
变电阻区
uGS的增大几乎全部用 来克服夹断区的电阻
iD几乎仅仅 受控于uGS,恒 流区
用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N 沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么?
2. 耗尽型MOS管
uGS=0时就存在 导电沟道
小到一定 值才夹断
加正离子
耗尽型MOS管在 uGS>0、 uGS <0、 uGS =0时均可导 通,且与结型场效应管不同,由于SiO2绝缘层的存在,在 uGS>0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。
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hyj1.4 场效应管场效应管(简称FET )是一种电压控制器件(u GS ~i D )。
工作时,只有一种载流子参与导电,因此它是单极型器件。
FET 因其制造工艺简单、功耗小、热稳定性好、输入电阻极高、便于集成等优点,得到了广泛应用。
场效应管根据结构不同分为两大类:结型场效应管(JFET ) 输入阻抗Ω9610~10绝缘栅场效应管(MOSFET ) 输入阻抗Ω141210~10hyj1.4.1 结型场效应管(JFET )S 源极D 漏极G 栅极GSD+P +P N1 结构N 沟道管:电子导电P 沟道管:空穴导电一、JFET 的结构(1)N 沟道管•在一块N 型半导体两边各扩散一个高浓度的P 型区,形成P +N 结;•两个P 型区的引线连在一起作为一个电极,称为栅极G ;•在N 型区两端引出两个电极分别称为源极S 和漏极D ;•两个P +N 结之间的N 区是电流流通的通道,称为导电沟道;•符号中箭头的方向代表了栅源P +N 结正偏时栅极的电流方向。
hyjGSDP+N +N G 栅极D 漏极S 源极(2)P 沟道管导电沟道为P 型半导体,称为P 型沟道管。
•在一块P 型半导体两侧分别扩散一个高浓度的N 型区,形成N +P 结;•两个N 型区的引线连在一起作为一个电极,称为栅极G ;•在P 型区两端引出两个电极分别称为源极S 和漏极D ;•两个P +N 结之间的P 区称为导电沟道;•符号中箭头的方向代表了栅源P +N 结正偏时栅极的电流方向。
hyj1PN 结反偏,耗尽层导电沟道+P +P GSDNGSU 一般:| U GS |导电沟道沟道电阻当U GS =U GS(off)时沟道夹断•当U GS =0时: 为平衡PN 结,导电沟道最宽。
u DS =0时,u GS 与对沟道电阻的控制作用夹断电压: U GS(off)二、工作原理•当U GS < 0时:hyj2 U GS(off)<U GS ≦0(一定)时,U DS >0对i D 的影响GSD DSu +P+PI DN漏极电流沿沟道产生的压降使沟道上各点与栅极电压不等,故沿沟道PN 结反偏电压不等(上大,下小)。
沟道宽度(上窄下宽)耗尽层(上宽下窄),)(off GS DS GS GD U U U U =-=当靠近漏极的耗尽层合拢,即出现预夹断状态。
GSU U DS ↑加强反偏耗尽层↑i D ↑{hyj预夹断状态之后:U DS ↑合拢点沿沟道向源极方向移动预夹断不是完全将沟道夹断,而是允许电子在它的夹缝中以较高速度流过,在源极一侧的速度较低,保持电流的连续性。
i D 基本不变(恒流区)GSDDSu +P +P I DNGSUhyjGSDDSu +P+PI DN3U DS >0(一定) , U GS ≦0对i D 的控制作用U GS ﹤0加强反偏耗尽层沟道电阻i DGSU •当U GS =0时: 导电沟道最宽,i D 最大。
当U GS ≦U GS(off)时沟道夹断i D 降为0JFET特点:①JFET栅极与源极之间的PN结反偏,因此,栅极电流i G≈0,输入阻抗很高;②漏极电流受栅源极电压uGS控制,所以场效应管是电压控制电流器件;③预夹断前,即iD 与uDS间基本呈线性关系;预夹断后,iD趋于饱和。
hyj常数==GSuDSD)u(fi1 输出特性曲线6V DSu)(mAiD)off(GSGSDSUuu-=u GS=V4.0u GS-=V8.0u GS-=I区Ⅰ:可变电阻区)off(GSGSDSUuu-<•uDS较小,漏极电流iD与uDS近似线性关系,沟道电阻基本不变,但其大小受uGS控制。
•D--S极间可看成由uGS控制的可变电阻。
预夹断轨迹三、JFET的特性曲线预夹断前它反映了uDS对iD的影响。
hyjhyj复习用课件6VDSu )(mA i D 0u GS =V 4.0u GS -=V8.0u GS -=击穿区I 区III 区II 区)off (GS GS U u =III :截止区(或夹断区)IV :击穿区II :恒流区(或饱和区)●表示管子预夹断后电压电流的关系,i D 基本不随u DS 变化;●i D 大小受u GS 控制,D-S 极间可看成一个受u GS 控制的电流源。
GS(off)GS U u δ以下•沟道全部被夹断,i D 近似为0。
)off (GS GS DS U u u -=)off (GS GS DS U u u -≥预夹断轨迹hyj总结:对于不同的u GS ,D--S 之间等效成不同的电阻;D--S 之间预夹断;i D 仅由u GS 决定,而与u DS 无关,可近似看成一个受u GS 控制的电流源。
3. 当)off (GS GD U u <1. 当)off (GS GD U u >2. 当)off (GS DS GS GD U U U U =-=hyj2 转移特性曲线一般数学表示式:常数==DS uGS D )u (f i 它反映了在u DS 一定时,u GS 对i D 的控制作用。
FET 是电压控制器件,由于栅极输入端基本没有电流,讨论它的输入特性无意义。
u GS 对漏极电流i D 的控制作用体现在转移特性曲线上。
hyji D 的与u GS 之间不是线性关系,而是平方律关系。
故JFET 也是一种非线性器件。
当然u DS 为不同值时,可得一簇转移特性曲线,当工作在恒流区时,i D 几乎与u DS 之间无关。
各曲线基本重合。
I DSSV6u DS =击穿区I 区II 区III 区6V)off (G S U Di GSu DSu )(mA i D 0u GS =V4.0u GS -=V8.0u GS -=0u GS =Di 图中I DSS 称为饱和漏极电流,即时的21)U u (I i )off (GS GS DSS D -=0≤≤GS )off (GS u U )off (GS GS DS U u u -=结型场效应管的缺点:1.栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高;2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降;3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。
绝缘栅型场效应管可以很好地解决这些问题。
hyj1.4.2 绝缘栅型场效应管栅极处于绝缘状态的场效应管,输入阻抗很大,目前广为绝缘层的绝缘栅场效应管,称为金属-氧泛应用的是SiO2化物-半导体场效应管。
绝缘栅型场效应管( Metal_Oxide Semiconductor FET),简称-------------------------------MOSFETMOSFET的类型:增强型N沟道MOS管----------E型N MOSFET耗尽型N沟道MOS管----------D型N MOSFET增强型P沟道MOS管-----------E型P MOSFET耗尽型P沟道MOS管-----------D型P MOSFEThyjhyj一、N 沟道增强型MOS 场效应管1 ENMOS 管结构及电路符号在一块P 型硅衬底上扩散两个高掺杂的N 型区,分别作为源极S 和漏极D ,在S 和D 之间的P 型衬底平面上利用氧化工艺生长一层薄的SiO2绝缘层,并引出栅极G ,在衬底上引出接触电极-衬底B (引线)电极。
衬底引线PS i O2N +N +SGD Bhyj衬底引线PS i O2N +N +SGD B一般:当u GS =0时,d---s 间无导电沟道存在→增强型(E 型)当u GS =0时,d---s 间有导电沟道存在→耗尽型(D 型)E 型N MOSFET E 型P MOSFETGSDGSDD 型N MOSFETD 型P MOSFETGSDGSD2 工作原理=0),在漏极和源极的两个N区栅源之间不加电压(uGS之间是P型衬底,漏源间相当于两个背靠背的PN结。
S DS G DBN+N+PBhyjhyj…………GSU N +S G DPN +U ,0U DS GS =>⋅把P 型半导体中的电子吸引到栅极附件的P 型衬底表面,与空穴复合产生了由负离子构成的耗尽层。
若增大U GS ,耗尽层加宽,增大到一定值,吸引了足够多的电子,形成一个N 型薄层(反型层)。
在漏极和源极之间形成N 型导电沟道。
u GS →产生由G 极垂直指向P 型衬底的电场→排斥空穴,吸引电子u GS 对i D 的控制作用hyj…………GSU N +SG DPN +开启电压U GS(th):开始形成反型层的U GS 。
DSU −−−→−作用下在DS U显然:U GS ↑→反型层↑→N 型沟道电阻↓i D ↑可见:U GS 对i D 有控制作用。
NEMOS管的基本特性:•UGS <UGS(th)--------无导电沟道,iD≈0,管子截止;•UGS >UGS(th)--------导电沟道形成,iD>0,管子导通。
•UGS 越大,沟道越厚,在漏源电压UDS一定的情况下,漏极电流iD越大。
hyjhyjDSu GSu N +S G DPN +…………u DS 对i D 的影响0≥>⋅DS )th (GS GS U ),(U U 一定①U DS = 0,沿沟道方向无电场,i D = 0;③U DS >0,但较小时,对沟道影响不大,i D 随U DS 增大而增大;②U DS ↑,且U GD =U GS -U DS >U GS(th),i D >0;i D 沿导电沟道产生的电压降使沟道各点与G 极间的电压不再相等,靠近D 端的电压最小,沟道最薄,靠近S 端电压最大,沟道最厚。
hyjDSu GSu N +SG DPN +…………④U DS ↑,且U GD =U GS -U DS =U GS(th);D 端导电沟道消失(预夹断)。
⑤U DS ↑↑→夹断区向S 端延伸→夹断区电阻↑,△U DS 降落在夹断区→沟道电场几乎不变→i D 基本不变(恒流特性);⑥U DS >U (BR)DS →i D ↑↑↑产生雪崩击穿;hyj3 输出特性: i D = f (u DS )∣u GS=常数u GS2u GS3u GS4u GS1)(th G S G S U u =)V (u DS )(mA i D )(th GS GS DS U u u -=预夹断轨迹四个区域:⏹可变电阻区⏹恒流区⏹截止区⏹击穿区可变电阻区恒流区截止区击穿区4 转移特性曲线:iD= f (u GS) u DS=常数)(mAiD)(VuGSU GS(th)⏹当UGS <UGS(th),无导电沟道,iD= 0;⏹当UGS> U GS(th) ,导电沟道形成;U↑→导电沟道宽度↑→i↑hyjhyj2)()1(-=th GS GS DO D U u I i 其中:I DO 为u GS = 2U GS(th)时的i D)(mA i D )(V u GS U GS(th)转移特性近似公式:2U GS(th)I DOU GS ≧U GS(th)hyjDSu GSu N +SG DPN +………………⊕⊕⊕⊕⊕二、N 沟道耗尽型MOS 场效应管D 型NMOSFET 的结构与E 型NMOSFET 管的结构基本相同,差别在于耗尽型管的二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子。