场效应管的结构及工作原理(教案)
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N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—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107Ω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 GS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＜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＜ 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。
V GS继续减小，沟道继续变窄。
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管的结构及工作原理。
场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子电路中具有广泛的应用。
1.2 学习目标了解场效应管的基本结构理解场效应管的工作原理第二章：场效应管的基本结构2.1 结型场效应管（JFET）2.1.1 N沟道JFET2.1.2 P沟道JFET2.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）2.2.1 N型MOSFET2.2.2 P型MOSFET2.3 场效应管的封装与引脚第三章：场效应管的工作原理3.1 JFET的工作原理3.1.1 导电通道的形成3.1.2 栅极电压对导电通道的控制3.2 MOSFET的工作原理3.2.1 导电通道的形成3.2.2 栅极电压对导电通道的控制3.3 场效应管的导通与截止条件第四章：场效应管的特性4.1 静态特性4.1.1 输入特性4.1.2 输出特性4.2 动态特性4.2.1 过渡时间4.2.2 开关速度4.3 场效应管的参数第五章：场效应管的应用5.1 放大器应用5.1.1 放大器的基本原理5.1.2 放大器的设计与实现5.2 开关应用5.2.1 开关的基本原理5.2.2 开关的设计与实现5.3 其他应用场效应管的结构及工作原理(教案)第六章：结型场效应管（JFET）的特性6.1 输出特性6.1.1 电流-电压关系6.1.2 输出特性曲线6.2 输入特性6.2.1 输入阻抗6.2.2 输入特性曲线6.3 传输特性6.3.1 传输特性曲线6.3.2 转移特性分析第七章：金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的特性7.1 MOSFET的输出特性7.1.1 电流-电压关系7.1.2 输出特性曲线7.2 MOSFET的输入特性7.2.1 输入阻抗7.2.2 输入特性曲线7.3 MOSFET的传输特性7.3.1 传输特性曲线7.3.2 转移特性分析第八章：场效应管的驱动电路8.1 驱动电路的作用8.1.1 驱动场效应管的需求8.1.2 驱动电路的设计原则8.2 驱动电路的设计8.2.1 电压驱动电路8.2.2 电流驱动电路8.3 驱动电路的稳定性与保护第九章：场效应管的电路应用实例9.1 放大器应用实例9.1.1 单级JFET放大器9.1.2 多级MOSFET放大器9.2 开关应用实例9.2.1 数字开关9.2.2 模拟开关9.3 其他应用实例9.3.1 电压控制放大器9.3.2 功率放大器第十章：总结与展望10.1 课程总结10.1.1 场效应管的结构特点10.1.2 场效应管的工作原理与特性10.2 场效应管的应用领域10.2.1 电子设备中的应用10.2.2 未来发展趋势10.3 练习与思考题10.3.1 填空题10.3.2 选择题10.3.3 简答题10.3.4 设计题场效应管的结构及工作原理(教案)第十一章：场效应管的测试与故障诊断11.1 测试仪器与设备11.1.1 直流参数测试仪11.1.2 交流参数测试仪11.2 场效应管的测试项目11.2.1 栅极电阻测试11.2.2 漏极电流测试11.2.3 源极电阻测试11.3 故障诊断与分析11.3.1 故障类型及原因11.3.2 故障诊断流程第十二章：场效应管的可靠性与寿命12.1 可靠性基本概念12.1.1 可靠性的定义12.1.2 可靠性参数12.2 影响场效应管可靠性的因素12.2.1 材料与工艺因素12.2.2 环境因素12.3 提高场效应管可靠性的措施12.3.1 设计优化12.3.2 生产工艺控制第十三章：场效应管的节能与环保13.1 节能的重要性13.1.1 电子设备的能耗问题13.1.2 场效应管在节能中的作用13.2 环保意识与场效应管13.2.1 电子废弃物问题13.2.2 场效应管的环保优势13.3 节能与环保技术的应用13.3.1 高效能场效应管设计13.3.2 绿色制造与回收技术第十四章：场效应管的最新发展动态14.1 新型场效应管的研究方向14.1.1 纳米场效应管14.1.2 宽禁带场效应管14.2 场效应管技术的创新应用14.2.1 物联网中的应用14.2.2 中的应用14.3 未来场效应管的发展趋势14.3.1 性能提升14.3.2 成本降低第十五章：课程复习与拓展学习15.1 复习重点与难点15.1.1 场效应管的基本结构15.1.2 场效应管的工作原理与特性15.2 拓展学习资源15.2.1 学术期刊与论文15.2.2 在线课程与论坛15.3 实践项目与研究建议15.3.1 实验室实践项目15.3.2 研究课题建议重点和难点解析本文档涵盖了场效应管的结构、工作原理、特性、应用、测试、可靠性、节能环保以及最新发展动态等方面的内容。
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管（FET）的结构及工作原理。
场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子技术领域有着广泛的应用。
1.2 学习目标了解场效应管的基本结构理解场效应管的工作原理第二章：场效应管的基本结构2.1 简介介绍场效应管的定义和基本结构。
2.2 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应管）结构描述MOSFET的三个主要部分：源极、漏极和栅极解释MOSFET的两种类型：N型和P型2.3 JFET（结型场效应管）结构介绍JFET的基本结构和工作原理比较JFET和MOSFET的异同第三章：场效应管的工作原理3.1 简介解释场效应管的工作原理。
3.2 静电场控制描述静电场如何控制通道中的电荷载流子解释电荷载流子的运动和电流的形成3.3 电压和电流的关系分析电压和电流之间的关系讨论场效应管的不同工作区域：亚阈值区、饱和区和击穿区第四章：场效应管的特性4.1 简介介绍场效应管的主要特性。
4.2 转移特性解释转移特性曲线的含义分析转移特性曲线的形状和特点4.3 输出特性描述输出特性曲线的含义讨论输出特性曲线的形状和特点第五章：应用5.1 简介介绍场效应管在不同领域的应用。
5.2 放大器应用分析场效应管放大器的工作原理讨论放大器的设计和应用5.3 开关应用解释场效应管在开关电路中的应用分析开关电路的设计和应用第六章：场效应管的偏置电路6.1 简介介绍场效应管偏置电路的作用和重要性。
6.2 偏置电路的设计解释偏置电路的作用分析偏置电路的设计原则和方法6.3 偏置电路的类型介绍几种常见的偏置电路类型分析各种偏置电路的优缺点第七章：场效应管的驱动电路7.1 简介介绍场效应管驱动电路的作用和重要性。
7.2 驱动电路的设计解释驱动电路的作用分析驱动电路的设计原则和方法7.3 驱动电路的类型介绍几种常见的驱动电路类型分析各种驱动电路的优缺点第八章：场效应管的参数测量与测试8.1 简介介绍场效应管参数测量与测试的目的和方法。
结型场效应管(JFET)的结构和工作原理
结型场效应管（ＪＦET)得结构与工作原理1、JＦET得结构与符号Ｎ沟道JFEＴP沟道ＪFET２、工作原理（以N沟道JFEＴ为例)N沟道JFET工作时,必须在栅极与源极之间加一个负电压-—VＧS＜0,在D－S间加一个正电压——V DS＞0、栅极—沟道间得PN结反偏，栅极电流ｉG≈０,栅极输入电阻很高(高达10７Ω以上).Ｎ沟道中得多子(电子)由S向D运动,形成漏极电流iＤ。
i D得大小取决于ＶDS得大小与沟道电阻。
改变ＶGS可改变沟道电阻，从而改变i D。
主要讨论V GS对i D得控制作用以及VＤS对iＤ得影响。
①栅源电压ＶGS对i D得控制作用当VＧS〈0时，PN结反偏,耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，IＤ减小；ＶＧS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，IＤ≈０。
这时所对应得栅源电压V GS称为夹断电压VＰ。
②漏源电压ＶDS对i D得影响在栅源间加电压V GS<０，漏源间加正电压ＶDS > 0。
则因漏端耗尽层所受得反偏电压为V GD＝V GＳ-V DS，比源端耗尽层所受得反偏电压V GS大，(如:VＧS=-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）,使靠近漏端得耗尽层比源端宽,沟道比源端窄,故V DS对沟道得影响就是不均匀得,使沟道呈楔形。
当V DS增加到使VＧD=ＶGS－VＤS＝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ＶDＳ主要降落在该区，产生强电场力把未夹断区得载流子都拉至漏极,形成漏极电流IＤ.预夹断后I D基本不随VＤＳ增大而变化。
①V GＳ对沟道得控制作用当V GS<0时,PＮ结反偏→耗尽层加厚→沟道变窄。
VＧＳ继续减小，沟道继续变窄.当沟道夹断时，对应得栅源电压V GS称为夹断电压V P(或VＧS(ｏff) ）.对于N沟道得ＪFＥＴ,ＶＰ〈0.②V DS对沟道得控制作用当ＶGS=0时,V DＳ→ＩD., G、D间PN结得反向电压增加，使靠近漏极处得耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。
电力场效应管MOSFET的结构及工作原理
电力场效应管MOSFET的结构及工作原理MOSFET的结构包括P型或N型的半导体底座，上面覆盖着绝缘层。
在绝缘层上方有一个金属栅极，称之为栅极。
两端是半导体源极和漏极，它们通过半导体底座连接。
源极和漏极之间形成一个N型的通道，当加上适当的电压时，电子从源极沿通道流向漏极。
MOSFET的工作原理是通过在栅极施加电压来控制漏极-源极之间的电流。
当栅极施加一个正电压时（对于N沟道的MOSFET），栅极下的绝缘层中的正电荷会吸引电子，使源极-漏极通道中的电阻减小。
这将导致更多的电流从源极流向漏极。
当栅极施加一个负电压时，栅极下的绝缘层中的负电荷会排斥电子，使源极-漏极通道中的电阻增加。
这将导致电流减小。
通过改变栅极电压，可以控制漏极-源极通道中的电流。
MOSFET有两种基本类型：增强型和耗尽型。
增强型MOSFET需要一个正电压来打开通道，而耗尽型MOSFET需要一个负电压来关闭通道。
增强型MOSFET在通道中有很少的电子，因此其电导较低。
耗尽型MOSFET在通道中有很多的电子，因此其电导较高。
MOSFET的工作原理使其成为一种非常有用的电子器件。
它能够在几毫米到几百安培的范围内控制电流。
此外，MOSFET还具有较低的功耗和较高的开关速度，使其适用于高频应用。
总的来说，MOSFET是一种控制和放大电流的电子器件。
它由金属栅极、绝缘层和半导体源极-漏极通道组成。
通过在栅极上施加电压，可以控制漏极-源极通道中的电流。
MOSFET的工作原理使其在各种应用中都非常有用。
场效应管课程设计
场效应管课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握场效应管的基本原理、结构和应用，培养他们分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够说出场效应管的定义、结构、工作原理和主要参数。
学生能够区分并掌握N沟道和P沟道场效应管的特点。
学生能够了解场效应管在不同电路中的应用。
2.技能目标：学生能够运用场效应管的原理分析简单电路。
学生能够使用测试仪器进行场效应管的检测和维护。
学生能够设计简单的场效应管电路。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到场效应管在电子技术领域的重要地位，培养对电子技术的兴趣。
学生能够遵循安全操作规程，养成良好的实验习惯。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.场效应管的基本原理：介绍场效应管的定义、工作原理和主要参数。
2.场效应管的结构：讲解N沟道和P沟道场效应管的结构特点。
3.场效应管的应用：阐述场效应管在各种电路中的应用实例。
4.场效应管的检测与维护：介绍场效应管的检测方法和使用注意事项。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：用于讲解场效应管的基本原理、结构和应用。
2.讨论法：学生探讨场效应管在不同电路中的应用，培养学生的分析能力。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解场效应管的工作原理。
4.实验法：引导学生进行场效应管的实验操作，提高学生的动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的场效应管教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动展示场效应管的相关知识。
4.实验设备：准备场效应管实验所需的仪器和设备，确保学生能够顺利进行实验操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下几种评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现。
场效应管工作原理及结构，由浅入深进行分析，初学者也能学会
场效应管工作原理及结构，由浅入深进行分析，初学者也能学会场效应管实物图片场效应管工作原理及结构介绍MOS管是英文Metal-Oxide-Semiconductor的简称，汉译：金属-氧化物-半导体。
FET是英文Field Effect Transistor的简称，汉译：场效应晶体管或场效应管。
场效应管分为：金属-氧化物-半导体场效应管(MOS-FET)和结型场效应管（junction FET简称JFET）。
金属-氧化物-半导体场效应管金属-氧化物-半导体场效应管(MOS-FET)分为：N沟道和P沟道。
N沟道和P沟道又分为：N沟道增强型和P沟道增强型，N沟道耗尽型和P沟道耗尽型。
结型场效应管场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出电流的一种半导体器件，并以此命名。
它仅靠半导体中的多数载流子导电，因此又称为单极型晶体管。
FET因基制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻高等优点，在国民经济中应用广泛。
结型场效应管分为：N沟道和P沟道。
N沟道和P沟道又分为：N沟道耗尽型和P沟道耗尽型。
场效应管的特点：1、场效应管是电压控制电流的器件，栅极电压控制漏极电流；2、场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻超大；3、它是利用多数载流子导电，因此它有较好的温度稳定性；4、放大电路中的电压放大系数小于三极管组成放大电路的电压放大系数；5、场效应管的抗辐射能力强；6、噪声低。
MOS-FET引脚定义N沟道MOSFETP沟道MOSFET总结：有相交线的是源极，独立的是栅极或门极，剩下一个就是漏极，箭头朝里是N沟道，箭头朝外是P沟道。
MOS-FET寄生二节管方向N沟道由S指向Dp沟道由D指向S总结：二极管方向对于N沟道由S指向D，对于P沟道由D指向S，衬垫箭头方向和寄生二极管箭头方向一致。
MOS-FET电流方向电流方向由D到S电流方向由S到D总结：电流方向对于N沟道由D指向S，对于P沟道由S指向D。
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)章节一：引言教学目标：使学生了解场效应管的基本概念，掌握场效应管的分类及应用领域。
教学内容：1. 场效应管的定义2. 场效应管的分类（结型场效应管、绝缘栅场效应管）3. 场效应管的应用领域教学方法：采用讲解、案例分析的方式进行教学。
教学过程：1. 讲解场效应管的定义及重要性。
2. 介绍场效应管的分类及其特点。
3. 通过案例分析，使学生了解场效应管在实际应用中的重要作用。
章节二：结型场效应管的结构与工作原理教学目标：使学生掌握结型场效应管的结构特点，理解其工作原理。
教学内容：1. 结型场效应管的结构特点2. 结型场效应管的工作原理教学方法：采用讲解、实验演示的方式进行教学。
教学过程：1. 讲解结型场效应管的结构特点，如源、漏、栅三端子等。
2. 通过实验演示，使学生了解结型场效应管的工作原理。
3. 分析结型场效应管的导通与截止条件。
章节三：绝缘栅场效应管的结构与工作原理教学目标：使学生掌握绝缘栅场效应管的结构特点，理解其工作原理。
教学内容：1. 绝缘栅场效应管的结构特点2. 绝缘栅场效应管的工作原理教学方法：采用讲解、实验演示的方式进行教学。
教学过程：1. 讲解绝缘栅场效应管的结构特点，如源、漏、栅三端子等。
2. 通过实验演示，使学生了解绝缘栅场效应管的工作原理。
3. 分析绝缘栅场效应管的导通与截止条件。
章节四：场效应管的参数与选用教学目标：使学生了解场效应管的主要参数，掌握场效应管的选择与使用方法。
教学内容：1. 场效应管的主要参数（如跨导、漏极电流、输入阻抗等）2. 场效应管的选择与使用方法教学方法：采用讲解、案例分析的方式进行教学。
教学过程：1. 讲解场效应管的主要参数及其意义。
2. 介绍场效应管的选择与使用方法。
3. 通过案例分析，使学生掌握场效应管在实际应用中的选用技巧。
章节五：场效应管的应用举例教学目标：使学生了解场效应管在实际应用中的典型应用，提高学生的实践能力。
场效应管的工作原理
场效应管的工作原理首先，让我们来了解一下场效应管的基本结构。
场效应管由栅极、漏极和源极三个主要部分组成。
其中，栅极位于介质层上，通过栅极与源极之间的电场来控制漏极和源极之间的电流。
漏极和源极则位于半导体材料中，通过控制栅极电场的变化来调节漏极和源极之间的电流。
这种结构使得场效应管具有了高输入电阻、低噪声、低功耗等优点，适用于各种电路设计需求。
其次，让我们来了解一下场效应管的工作原理。
场效应管的工作原理主要是通过控制栅极电场来改变漏极和源极之间的电流。
当栅极施加了一定的电压时，栅极和源极之间形成了电场，这个电场会影响半导体中的载流子分布，从而改变了漏极和源极之间的电流。
当栅极电压为正时，电场会吸引负载流子，使得漏极和源极之间的电流增大；当栅极电压为负时，电场会排斥负载流子，使得漏极和源极之间的电流减小。
通过调节栅极电压的大小，可以实现对漏极和源极之间电流的精确控制，从而实现信号放大、开关控制等功能。
此外，场效应管还具有许多特性，例如高输入电阻、低噪声、低功耗、频率响应快等。
这些特性使得场效应管在各种电子设备中得到了广泛的应用，包括放大器、开关、振荡器、滤波器等。
同时，场效应管还具有很好的温度稳定性和可靠性，能够在各种环境条件下正常工作。
综上所述，场效应管是一种基于电场调控的半导体器件，具有许多优良的特性，被广泛应用于各种电子设备中。
通过控制栅极电场来改变漏极和源极之间的电流，实现了信号放大、开关控制等功能。
它的特性包括高输入电阻、低噪声、低功耗、频率响应快等，使得它在电子领域中具有重要的地位。
希望本文对场效应管的工作原理有所帮助，让读者对这一领域有更深入的了解。
电力场效应管MOSFET的结构及工作原理
3、如果改变E2电压的大小，即改变G、S极之间的电压UGS，与G极相 通的铝层产生的电场大小就会变化，SiO2下面的电子数量就会变化，两个 N区之间沟道宽度就会变化，流过的ID电流大小就会变化。UGS电压越高， UGS电压越高沟，沟道道就就会越会宽，越ID电宽流就，会越I大D。电流就会越大。
MOSFET(场效应管)的结构 2、在下图中，电源E1通过R1接场效应管的D、S极，电源E2通过开关S接场效应管的G、S极。 2、在下图中，电源E1通过R1接场效应管的D、S极，电源E2通过开关S接场效应管的G、S极。 加有电压的增强型NMOS管如下图所示，图 (a)为结构图形式，图(b)为电路图形式。 MOSFET(场效应管)的结构
加有电压的增强型NMOS管如下图所示，图 (a)为结构图形式，图(b)为电路图形式。 3、用一块P型硅半导体材料作衬底，在其面上扩散了两个N型区，再在上面覆盖一层二氧化硅(SiQ2)绝缘层，最 后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝 缘层上及两个孔内做成三个电极：G(栅极)、S(源极)及D(漏极) 在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 MOSFET(场效应管)的工作原理 MOSFET(场效应管)的结构
场效应管MOSFET的外形图
的放大原理。
THANKS
1、电力场效应晶体管结构有许多种，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。 场效应管MOSFET的外形图 在开关S断开时，场效应管的G极无电压，D、S极所接的两个N区之间没有导电沟道，所以两个N区之间不能导通，ID电流为0； 加有电压的增强型NMOS管如下图所示，图 (a)为结构图形式，图(b)为电路图形式。 场效应管MOSFET的外形图 MOSFET(场效应管)的工作原理 1、增强型NMOS管需要加合适的电压才能工作。 MOSFET(场效应管)的工作原理 MOSFET(场效应管)的工作原理 1、电力场效应晶体管结构有许多种，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。 MOSFET(场效应管)的工作原理 场效应管MOSFET的外形图 2、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。 场效应管MOSFET的外形图 2、在下图中，电源E1通过R1接场效应管的D、S极，电源E2通过开关S接场效应管的G、S极。 MOSFET(场效应管)的结构 3、如果改变E2电压的大小，即改变G、S极之间的电压UGS，与G极相通的铝层产生的电场大小就会变化，SiO2下面的电子数量就会变化，两个N区之间沟道宽度就会变化，流过的 ID电流大小就会变化。 3、如果改变E2电压的大小，即改变G、S极之间的电压UGS，与G极相通的铝层产生的电场大小就会变化，SiO2下面的电子数量就会变化，两个N区之间沟道宽度就会变化，流过的 ID电流大小就会变化。 MOSFET(场效应管)的结构 3、如果改变E2电压的大小，即改变G、S极之间的电压UGS，与G极相通的铝层产生的电场大小就会变化，SiO2下面的电子数量就会变化，两个N区之间沟道宽度就会变化，流过的 ID电流大小就会变化。 3、用一块P型硅半导体材料作衬底，在其面上扩散了两个N型区，再在上面覆盖一层二氧化硅(SiQ2)绝缘层，最 后在N区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝 缘层上及两个孔内做成三个电极：G(栅极)、S(源极)及D(漏极)
场效应管的结构及工作原理(教案)
1、场效应管是用输入电压控制输出电流的，属于电压控制器件。三极管属于电流控制器件。
2、场效应管工作时输入端G、S端的PN结处于反偏，因此输入电阻极高，这对于放大微弱信号非常有利。而三极管工作时输入端B、E端的PN结处于正偏，因此输入电阻很低。
3、场效应管工作时只有扩散电流，没有漂移电流，因此它又叫单极型晶体管。而三极管不仅有扩散电流（发射结电流），还有漂移电流（集电结电流），因此它叫双极型晶体管。
3、P沟道结场效应管其结构和工作原理。
问：如果是P沟道结场效应管其结构和工作原理有什么不同？
（由学生回答）结构上，半导体类型都相反；工作原理上，VGS为正电压（为什么？）
在控制过程上，基本相同。即正电压VGS越高，则PN结越宽，则沟道越窄，沟道电阻变大，电流ID就越小。
课堂练习：（10分钟）
下列说法是否正确？说明理由。
课程
模拟电子技术基础
章节
1．4节
教师
审批
课题
结型场效应管
课时
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、了解场效应管的特点作及分类；
2、掌握结型场效应管的结构和工作原理；
3、了解结型场效应管的特性曲线及三个工作区；
4.。简单了解结型效应管的主要参数。
教学重点
场效应管的工作原理和特点
教学难点
场效应管的工作原理
授课类型
这一切都是三极管反向电流的祸。为了克服这个缺点我们就要学习另一种放大管——场效应管。（导入过程`5分钟）
教学过程
教学内容：
一、什么是场效应管？（10分钟）
1、场效应管的特点：三极管是以输入电流来控制输出电流，而场效应管则是以输入电压来控制输出电流。属于电压控制型器件。由于它的输入电阻高，无反向电流，因此具有噪声低、热稳定性好等优点。（它的优点可以由学生来说，老师只作讲解）
场效应管课程设计
场效应管课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解场效应管的基本概念、工作原理及类型。
2. 学生能够掌握场效应管的电路符号、主要参数及其在电子电路中的应用。
3. 学生能够解释场效应管放大电路的工作原理，分析影响放大效果的因素。
技能目标：1. 学生能够正确使用仪器、设备进行场效应管的检测与调试。
2. 学生能够运用所学知识设计简单的场效应管放大电路，并分析其性能。
3. 学生能够通过实验，观察、分析场效应管放大电路的静态工作点，并调整到最佳状态。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到场效应管在现代电子技术中的重要性，增强对电子技术的兴趣。
2. 学生在实验过程中，培养团队合作精神，养成良好的实验操作习惯。
3. 学生通过学习，培养解决问题的能力，增强自信心，提高自主学习能力。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学与实验操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为高中生，具有一定的物理基础和电子技术知识，思维活跃，动手能力强。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握场效应管的基本知识，为后续学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论教学：（1）场效应管的基本概念、工作原理及分类（2）场效应管的电路符号、主要参数及功能（3）场效应管放大电路的设计原理及分析方法（4）场效应管放大电路的静态工作点及其调整方法2. 实践教学：（1）场效应管的检测与调试方法（2）场效应管放大电路的搭建与性能分析（3）实验：观察、分析场效应管放大电路的静态工作点，并进行调整教材章节及内容：第一章：半导体器件基础第三节：场效应管教学安排与进度：1. 理论教学：共计4课时，分2次进行，每次2课时。
2. 实践教学：共计4课时，分2次进行，每次2课时。
（1）第1次实践：场效应管的检测与调试（2课时）（2）第2次实践：场效应管放大电路的搭建与性能分析（2课时）教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生在掌握场效应管基本知识的基础上，提高实际操作能力。
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程概述本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管（FET）的结构及工作原理。
通过本课程的学习，学生将能够理解FET的基本概念、种类、应用及其在电子技术领域的重要性。
1.2 教学目标1. 了解场效应管的定义和发展历程。
2. 掌握场效应管的基本结构和分类。
3. 理解场效应管的工作原理及其在不同应用领域的优势。
第二章：场效应管的基本结构2.1 结型场效应管（JFET）2.1.1 JFET的定义2.1.2 JFET的结构特点2.1.3 JFET的导电机制2.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）2.2.1 MOSFET的定义2.2.2 MOSFET的结构特点2.2.3 MOSFET的导电机制2.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）2.3.1 IGBT的定义2.3.2 IGBT的结构特点2.3.3 IGBT的导电机制第三章：场效应管的工作原理3.1 结型场效应管（JFET）的工作原理3.1.1 增强型JFET的工作原理3.1.2 耗尽型JFET的工作原理3.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的工作原理3.2.1 增强型MOSFET的工作原理3.2.2 耗尽型MOSFET的工作原理3.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的工作原理3.3.1 IGBT的工作原理第四章：场效应管的性能参数4.1 结型场效应管（JFET）的性能参数4.1.1 输入阻抗4.1.2 输出阻抗4.1.3 跨导4.1.4 开关速度4.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的性能参数4.2.1 输入阻抗4.2.2 输出阻抗4.2.3 跨导4.2.4 开关速度4.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的性能参数4.3.1 输入阻抗4.3.2 输出阻抗4.3.3 跨导4.3.4 开关速度第五章：场效应管的应用领域5.1 结型场效应管（JFET）的应用领域5.1.1 放大器5.1.2 开关电路5.1.3 电压控制器件5.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的应用领域5.2.1 放大器5.2.2 开关电路5.2.3 电压控制器件5.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的应用领域5.3.1 电力电子5.3.2 变频调速5.3.3 电力系统第六章：场效应管的测量与测试6.1 测量仪器与设备6.1.1 直流参数测试仪6.1.2 交流参数测试仪6.1.3 噪声测试仪6.2 场效应管的测量项目6.2.1 栅极电位与漏极电流的关系测量6.2.2 输入阻抗测量6.2.3 输出阻抗测量6.2.4 开关时间测量6.3 测试结果分析与应用6.3.1 测试结果的判断与分析6.3.2 测试结果在实际应用中的应用第七章：场效应管的驱动与保护7.1 驱动电路的设计7.1.1 驱动电路的基本要求7.1.2 驱动电路的设计方法7.1.3 驱动电路的实际应用案例7.2 场效应管的保护电路7.2.1 过压保护电路7.2.2 过流保护电路7.2.3 短路保护电路7.3 驱动与保护电路的实际应用7.3.1 驱动与保护电路在放大器中的应用7.3.2 驱动与保护电路在开关电路中的应用第八章：场效应管的故障诊断与维修8.1 故障诊断方法8.1.1 观察法8.1.2 测量法8.1.3 替换法8.2 常见故障与维修方法8.2.1 栅极输入故障8.2.2 漏极输出故障8.2.3 内部短路故障8.3 故障维修实例8.3.1 放大器故障维修实例8.3.2 开关电路故障维修实例第九章：场效应管在现代电子技术中的应用9.1 数字电路中的应用9.1.1 逻辑门电路9.1.2 微处理器电路9.1.3 存储器电路9.2 模拟电路中的应用9.2.1 放大器电路9.2.2 滤波器电路9.2.3 稳压电路9.3 电力电子中的应用9.3.1 变频调速电路9.3.2 电力控制系统9.3.3 电力变换器电路第十章：总结与展望10.1 课程总结本课程对场效应管的结构、工作原理及其应用进行了详细的介绍，使学生掌握了场效应管的基本知识，为further study in the field of electronic technology 打下了坚实的基础。
场效应管的工作原理详解
场效应管的工作原理详解
海绵管空气预冷机组，也称壳管效应管，是利用毛细管(Mesh Tube)作为内热交换器，用空气或水作为外热载体来降低空气温度的冷却设备。
它属于利用气流降低温度的空气冷却设备，不同于传统的空气冷却机组，壳管效应管机组节省空气的使用量，而且效率更高，同时壳管效应管机组不占用空间，安装更为简便。
壳管效应管机组是一种简单的预冷机组，其结构非常简单，典型的结构如下：由一个内腔和一个外腔组成，内腔由毛细管和进气管、出气管组成，外腔两端分别与进气管和出气管连接，进气管与出气管之间的间隙被毛细管填充。
当待冷却的空气进入内腔时，内腔的温度受到外腔的影响，此时起到相当于蓄热器的作用，因此壳管效应管机组可以预先降低空气温度，这有助于提高冷却效率，控制室内温湿度，进而改善换气效果，同时降低能耗，增加室内空气质量。
海绵管空气预冷机组的工作原理是，将热量从空气中抽取，外壳管起到了吸收热量的作用，外壳管内存有毛细管，毛细管将热量从内腔转移到外腔，空气流动过外腔的毛细管时热量被吸收，吸收的热量最终进入外腔中。
场效应管的工作原理
场效应管的工作原理场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种半导体器件，它具有高输入阻抗、低噪声、低功耗等特点，在电子电路中有着广泛的应用。
它的工作原理主要是通过控制栅极电场来调节源极和漏极之间的电流，从而实现信号放大、开关控制等功能。
本文将从场效应管的结构、工作原理和特点等方面进行介绍。
1. 结构。
场效应管由栅极、源极和漏极组成。
栅极与源极之间的电场可以控制源极和漏极之间的电流，因此栅极相当于晶体管的控制极，而源极和漏极则相当于晶体管的发射极和集电极。
根据不同的结构和工作原理，场效应管可以分为MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应管）和JFET（结型场效应管）两种类型。
2. 工作原理。
MOSFET的工作原理是基于金属-氧化物-半导体结构。
当栅极施加正电压时，在栅极和氧化物之间形成一个电场，这个电场会影响半导体中的载流子密度，从而控制源极和漏极之间的电流。
而JFET的工作原理是基于PN结的结型场效应。
当栅极施加正电压时，栅极与源极之间形成一个反型电场，这个电场会影响沟道中的载流子密度，从而控制源极和漏极之间的电流。
3. 特点。
场效应管具有许多优点，如高输入阻抗、低噪声、低功耗、频率响应好等。
由于栅极与源极之间的电场可以控制电流，因此场效应管的输入阻抗非常高，可以减小输入信号源对电路的影响。
同时，场效应管的噪声水平较低，适合用于放大弱信号。
此外，由于场效应管的控制电压较低，因此功耗也较小。
另外，场效应管的频率响应也很好，适合用于高频电路。
4. 应用。
场效应管在电子电路中有着广泛的应用，如放大器、开关、振荡器等。
在放大器中，场效应管可以用作信号放大器、运算放大器等；在开关电路中，场效应管可以用作数字开关、模拟开关等；在振荡器中，场效应管可以用作正弦波振荡器、方波振荡器等。
此外，场效应管还可以用于集成电路、功率放大器、射频电路等领域。
总结。
场效应管是一种重要的半导体器件，它具有高输入阻抗、低噪声、低功耗等特点，在电子电路中有着广泛的应用。
场效应管的结构及工作原理(教案)
A、三极管是电压放大型B、场效应管是电流放大型
C、场效应管输入电阻低D、场效应管是电压放大型
10．夹断电压是指的（）
A、ID＝0时的uGS电压B、ID＝0时的uDS电压C、ID最大时的uGS电压
当堂评讲（10分钟）
1、场效应管属于电流控制元件。
2、场效应管有三个电极分别叫漏极D、源极S、栅极G；也有两个PN结分别叫漏结和源结。
3、场效应管按结构可以分为增强型和耗尽型两大类。
4、场效应管正常工作时应该在栅、源之间接正电压VGS。
5、负电压VGS越高则沟道电阻就越小，电流ID就越大
6、电压VGS越高则沟道电阻就越大，电流ID就越小
（第二课时）
三．JFET的特性曲线（10分钟）
分为转移特性曲线和输出特性曲线。
1、转移特性曲线：即反映了当UDS电压一定时UGS与iD的关系曲线。
我们知道，作图时先画坐标系，横轴为UGS，纵轴为ID。
一般画曲线时先取两个点，即UGS=0和ID=0的两个点，再用一条曲线联接两点就成了。
当ugS=0时，iD最大，此时的电流称为漏极饱和电流IDSS。
4．有下列条件（）就可以决定结型场效应管的转移特性曲线。
A、VDS和VGSB、VDS和IDC、VP和IDSSD、VT和IDSS
5．下面是N沟道结型场效应管的转移特性曲线的是（ ）
6．饱和电流是指的（）
A、VGS＝0时的漏极电流B、VDS＝0时的漏极电流
C、ID＝0时的栅－源电压D、ID＝0时的漏－源电压
二．结场效应管的结构和工作原理（15分钟）
先以N沟道结场效应管为例说明其结构和工作原理。
1、结构：注意讲清楚两个PN结、三个电极。
中职电子线路教案：场效应管
中等专业学校2024-2025-1教案编号：备课组别电子课程名称《电子线路》所在年级主备教师授课教师授课系部授课班级授课日期课题 2.2 场效应管教学目标1．了解MOS管的工作原理、特性曲线和主要参数重点MOS管的工作原理、特性曲线和主要参数难点MOS管的工作原理、特性曲线和主要参数教法理实一体化教学设备教学平台、虚拟实验室、实验室教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容2.2 场效应管场效应管：是利用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件。
特点：管子内部只有一种载流子参与导电，称为单极型晶体三极管。
2.2.1 结型场效应管一、结构和符号N沟道结型场效应管的结构、符号如图所示P沟道结型场效应管如图所示。
教学内容3特点：由两个PN结和一个导电沟道所组成。
三个电极分别为源极S、漏极D和栅极G。
漏极和源极具有互换性。
工作条件：两个PN结加反向电压。
二、工作原理动画结型场效应管的工作原理以N沟道结型场效应管为例，原理电路如图所示。
工作原理如下：DS>G；0GS<G。
在漏源电压DSV不变条件下，改变栅源电压GSV，通过PN结的变化，控制沟道宽窄，即沟道电阻的大小，从而控制漏极电流DI。
结论：1．结型场效应管是一个电压控制电流的电压控制型器件。
2．输入电阻很大。
一般可达107-108Ω。
三、结型场效应管的特性曲线和跨导教学内容21．转移特性曲线反映栅源电压GSV对漏极电流D I的控制作用。
如图所示，若漏源电压一定：当栅源电压0GS=V时，漏极电流DSSDII=，DSSI称为饱和漏极电流；当栅源电压GSV向负值方向变化时，漏极电流D I逐渐减小；当栅源电压PGSVV=时，漏极电流0D=I，P V称为夹断电压。
2．输出特性曲线表示在栅源电压一定条件下，漏极电流与漏源电压之间的关系。
如图所示。
(1) 可调电阻区(图中Ⅰ区)GSV不变时，D I随DSV作线性变化，漏源间呈现电阻性；栅源电压GSV越负，输出特性越陡，漏源间的电阻越大。
《MOS场效应管》课件
五、MOSFET的应用
MOSFET的基本应用
MOSFET广泛应用于放大器、开关电路、电 源管理和通信系统等领域。
MOSFET的开关电路
MOSFET用作开关可以实现快速开关和低功 耗。
MOSFET的功率放OSFET的数字电路
MOSFET可用于构建各种数字电路，如逻辑 门、存储器和微处理器。
2
MOSFET的特性曲线
特性曲线展示了MOSFET的电流和电压之间的关系，包括输出特性和传输特性等。
3
MOSFET的工作点计算
工作点计算帮助确定MOSFET的偏置电压和工作状态，以实现所需的电流和增益。
4
MOSFET的失真
失真是指MOSFET输出信号与输入信号之间的扭曲。了解失真有助于设计更稳定的电 路。
MOSFET是现代电子技术中的关键器件，推动了电子产品的发展和进步。
MOSFET的应用前景
MOSFET的应用前景广阔，将在各个领域继续发挥重要作用。
MOSFET的未来发展
MOSFET将不断追求更高的性能和更多的应用，拓展其未来的发展空间。
六、MOSFET的优缺点
MOSFET的优点
MOSFET具有高输入电阻、 低噪音、低功耗和快速响应 等优点。
MOSFET的缺点
MOSFET的缺点包括漏电流、 电压依赖性和温度特性等。
MOSFET与BJT比较
MOSFET与双极性晶体管 (BJT)相比，具有更高的输入 阻抗和更好的高频性能。
七、MOSFET的未来发展
MOSFET的种类
常见的MOSFET包括N沟道MOSFET和P沟道MOSFET，它们的工作原理和特性略有不同。
二、MOSFET的基本结构
MOSFET的结构图
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教学过程
教学内容：
一、什么是场效应管？（10分钟）
1、场效应管的特点：三极管是以输入电流来控制输出电流，而场效应管则是以输入电压来控制输出电流。
属于电压控制型器件。
由于它的输入电阻高，无反向电流，因此具有噪声低、热稳定性好等优点。
（它的优点可以由学生来说，老师只作讲解）
2、场效应管的分类：（这点很简单，可由老师提出问题由学生回答，老师则板书归纳）
3、场效应管的符号：
注意：N沟道与P沟道场效应管符号的区别，符号中箭头的指向与前面所学过的二极管、三极管一样是由P区指向N区。
在N沟道场效应管中，S是N型半导体，于是G是P型半导体，在符号中箭头就由G指向S。
反之，在P沟道场效应管中，S是P 型半导体，G是N型半导体，在符号中箭头指向就是由S指向G。
二．结场效应管的结构和工作原理（15分钟）
先以N沟道结场效应管为例说明其结构和工作原理。
1、结构：注意讲清楚两个PN结、三个电极。
在N型半导体两侧各扩散两个P型区，形成两个PN结。
在N型半导体两端引出漏极D、源极S；两个P区联在一起作为栅极G；三个电极，漏极D、源极S、栅极G；
2、工作原理：
（1）正常情况下，G极空置，将D、S极加上正电压U DS，电路中就会有电流I D，因为N型半导体就是导体，是可以导电。
我们称这条导电区域为导电沟道。
问：这个电流的大小与什么因素有关？（只与电压U DS大小有关，如果U DS不变则电流I D也不会改变）
（2）问：如何控制电流I D呢？
我们在栅、源之间接负电压V GS。
于是两个PN结都处于反向偏置状态。
2、输出特性曲线（不作重点内容，学生了解一下就行）（5分钟）
输出特性曲线是指在V GS一定的情况下，I D与V DS的关系。
引导学生看曲线图与三极管的输出特性曲线有点相似。
不过它的三个区的名称不同。
分别叫作：
（1）可调电阻区，I D随V DS作线性变化，
（2）饱和区，V GS不变，则I D也不随V DS变化，这时I D只受V GS电压的控制。
（3）击穿区，V DS增到一定程度，I D突然增大，出现击穿。
小结：场效应管的特点：
1、场效应管是用输入电压控制输出电流的，属于电压控制器件。
三极管属于电流控制器件。
2、场效应管工作时输入端G、S端的PN结处于反偏，因此输入电阻极高，这对于放大微弱信号非常有利。
而三极管工作时输入端B、E端的PN结处于正偏，因此输入电阻很低。
3、场效应管工作时只有扩散电流，没有漂移电流，因此它又叫单极型晶体管。
而三极管不仅有扩散电流（发射结电流），还有漂移电流（集电结电流），因此它叫双极型晶体管。
课堂练习（10分钟）
结型场效应管练习题
一．填空题
1．场效应管是一种控制型器件，它分为管和管两种。
2．场效应管有三个电极，即：，，。
3．当时的漏极电流称为漏极饱和电流，用I DSS表示。
4．N沟道JFET正常工作时V GS为＿＿＿电压，P沟道JFET正常工作时V GS为＿＿＿电压。
5．场效应管的输出特性曲线可分为______________、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿三个区。
二、单项选择题
1．结型场效应管中，由同一块半导体两端引出的两个电极是（）
A、源极和栅极
B、源极和漏极
C、漏极和栅极
D、栅极和发射极
2．结型场效应管在工作时两个PN结的状态是（）
A、两个PN结都反偏
B、两个PN结都正偏
C、一个PN结正偏另一个反偏
3．结型场效应管的输出特性曲线中也称为放大区的是（）
A、可调电阻区
B、恒流区
C、击穿区
D、截止区
4．有下列条件（）就可以决定结型场效应管的转移特性曲线。
A、V DS和V GS
B、V DS和I D
C、V P和I DSS
D、V T和I DSS
5．下面是N沟道结型场效应管的转移特性曲线的是（）
6．饱和电流是指的（）
A、V GS＝0时的漏极电流
B、V DS＝0时的漏极电流
C、I D＝0时的栅－源电压
D、I D＝0时的漏－源电压
7．下面不是场效应管的特点是（）
A、单极型器件
B、输入电阻很大
C、热稳定性好
D、电流放大系数β很高
8．结型N沟道场效应管的PN结的宽度是随所加的反向电压V GS而变化的。
其变化是（）。