场效应管及其应用电路
场效应管放大电路原理及应用
场效应管放大电路原理及应用
一、偏置电路有自生偏置和混合偏置两种方法，表1电路I利用漏极电ID通过Rs所产生的IdRs作为生偏置电压，即Ugs=-IdRso可以稳定工作点。
|IdRs| 越大，稳定性能越好，但过负的偏置电压，会使管子进入夹断而不能工作。
若采用如表2和表3混合偏置电路就可以克服上述缺陷。
它们是由自生偏压和外加偏置组成的混合偏置，由于外加偏压EdRp（Rp为分压系数）提高了栅极电位，以便于选用更大的IdRs来稳定工作点，电路2、3中Rg的作用是提高电路输入电阻二、图解法用图解法求电路的静态工作点如下：
常用场效应管放大电路1
2
3
公式
Ku=-gm(Rds//Rd)Ku=-gmRb(当RdsRd)Rt=Rg//Rgs=RgRO=Rg
Ku=-gm(Rds//Rd)Ku=-gmRd(当RdsRd)Rt=Rg+R1//R2=RgRo=Rd
Ku=gmRs(1+gmRs)Rt=Rg+(R1//R2)=RgRo=Rds/(1+gmRds)=1/gm
偏置方式
自生偏压因为：Us=RgIb及Ug=0所以：Ugs=-RsIo
自生偏压Us=IdRs外加偏压Ug=EdRp所以：Ugs=EdRp-IdRs分压系数：Rp=R2/R1+R2
与式边相同
（1）写出直流负载线的方程为：Uds=Ed-Id(Rd+Rs)=15-3.2Id令ID=0，则UDS=15伏，在横坐标上标出N点，又令UDS=0，得ID=4.7毫安，在纵坐标。
场效应管在开关电路中的应用
应用场景
描述
示例
电机控制
MOSFET可用作电机驱动器的开关，控制电机的启停和转向。
N沟道或P沟道MOSFEБайду номын сангаас驱动单相或三相电机，实现电机的正反转和速度控制。
灯光控制
在照明系统中，MOSFET可用于控制LED灯或其他类型灯具的开关。
使用MOSFET构建的LED驱动器，通过控制栅极电压来点亮或熄灭LED灯。
电源管理
在电源管理电路中，MOSFET可用作电源开关，控制电源的通断和电压转换。
笔记本电脑等便携式设备中的电源管理芯片，利用MOSFET实现电池的充放电控制。
数字逻辑电路
MOSFET可用于构建数字逻辑门（如与门、或门、非门等），进而实现复杂的数字逻辑系统。
使用MOSFET构建的与非门（NAND）电路，通过组合多个与非门可以实现任意逻辑功能。
高功率应用
由于MOSFET能够承受较大的电流和电压，因此特别适用于电机、变压器等大功率应用。
工业级逆变器中的MOSFET开关，用于将直流电转换为交流电，驱动大功率电机。
快速切换
MOSFET在饱和区域之间可以快速切换，这使得它在需要高频开关的应用中非常有用。
PWM（脉冲宽度调制）控制器中的MOSFET，通过调整占空比来控制电机的转速。
2.3 场效应管及其应用与分析
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
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。
场效应管的导通条件及应用
场效应管的导通条件及应用场效应管是一种电子器件，主要通过控制栅极电压来调节源极和漏极之间的电流，实现信号放大、开关和调节等功能。
场效应管有不同的导通条件和应用。
场效应管的导通条件包括沟道导通条件和增强型导通条件。
沟道导通条件下，场效应管的栅极电压高于沟道阈值电压时，沟道中的电子会受到栅极的吸引而形成导电通道，电流可以从源极流向漏极。
沟道导通状态可以通过增加栅极电压或减小源极电压来实现。
这种导通条件下，场效应管的电流与输入电压之间是线性关系，因此适用于信号放大等应用。
增强型导通条件下，场效应管的栅极电压仍然高于沟道阈值电压，但栅极电压还需要足够高，使得栅极电场足够强，使电子能够克服阻挡层电势垒的影响，从而形成一个更大的导电通道。
增强型导通的特点是栅极电流相对较小，电流放大倍数也相对较大。
这种导通条件下，场效应管适用于开关和调节等应用。
场效应管具有很多应用，其中最常见的应用是放大器。
因为场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，所以可以用来放大信号。
场效应管放大器可以用于音频放大器、射频放大器、磁头放大器等。
此外，场效应管还广泛应用于开关电路。
通过调节栅极电压，可以控制场效应管的导通和截止，实现电路的开关功能。
场效应管开关电路广泛应用于电源开关、照明控制、电机驱动等领域，具有体积小、速度快、可靠性高等优点。
场效应管也可以用于调节电路。
通过改变栅极电压，可以调节场效应管的导通程度，从而调节电路中的电流和电压。
因此，场效应管调节电路可以用于电源调节器、稳压器、电压控制振荡器等。
另外，场效应管还可以用于放大器的输入阻抗匹配。
场效应管的输入阻抗高，可以与信号源进行良好的匹配，有效地提取信号。
这种应用在天线前置放大器、前级放大器等电路中常见。
总之，场效应管的导通条件和应用十分丰富和多样化。
它在电子电路中起到信号放大、开关和调节等功能，广泛应用于通信、音视频、电力等领域，为现代电子技术的发展做出了巨大贡献。
15n10场效应管 典型应用电路
15n10场效应管典型应用电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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15n10场效应管是一种常见的场效应管型号，具有良好的导电性能和稳定性，广泛应用于各种电子设备中。
80nf70场效应管的逆变电路
80nf70场效应管的逆变电路场效应管（FET）是一种半导体器件，广泛应用于电路设计中。
其中，80NF70场效应管是常见的一种型号，具有低导通电阻、高开关速度和较低功耗等特点。
在逆变电路中，80NF70场效应管的应用可以实现信号的反向转换，将直流电压转换为交流电压。
本文将介绍80NF70场效应管的逆变电路原理及其应用。
一、逆变电路原理简介逆变电路是将直流电压转换为交流电压的电路。
其基本原理是利用开关器件控制直流电源的导通和截断，使得输出端产生交流电压。
逆变电路的常见应用包括交流电源的转换、驱动电机以及可逆变频调速系统等。
二、80NF70场效应管80NF70场效应管是一种n沟道MOSFET（MOS场效应管）。
它采用n沟道结构，导通电阻较小，电流承载能力较强，适用于高频应用。
该场效应管的最大漏源电压（Vdss）为80V，漏源电流（Id）为70A，具有较低的导通电阻和额定电流。
三、80NF70场效应管逆变电路设计下面是一种基于80NF70场效应管的逆变电路设计：1. 电路图：```—————————————————| |DC电源 80NF70场效应管| |—————————————————```2. 电路描述：该逆变电路采用单管结构，使用一个80NF70场效应管进行控制。
DC电源为输入端，80NF70场效应管连接在电源和地之间。
通过改变80NF70场效应管的控制信号，可以实现对输出端的电压反向转换。
3. 工作原理：当控制信号施加在80NF70场效应管的栅极上时，栅极电位高于沟道以下的沟道恢复电压，使得场效应管导通。
此时，电源的正极连接到输出端，产生正向电压。
当控制信号减小或消失时，栅极电位低于沟道以下的沟道恢复电压，场效应管截断。
此时，电源的正极不再连接到输出端，输出端电压降为低电平。
四、80NF70场效应管逆变电路的应用80NF70场效应管逆变电路可应用于许多领域，如：电力电子、电机控制等。
下面以太阳能逆变器为例，说明该电路的应用。
模拟143 场效应管改.ppt
场效应管及其应用电路
（1）导电沟道形成原理：
• 在通常情况下，源极（S）一般都与衬底极（U）相连，即
VUS=0；而正常工作时，源区和漏区的两个N+区与衬底之间的 PN结必须加反偏电压，因此，漏极对源极的电压VDS必须为正 值。 • 即正常工作时 ： VGS > 0,VDS > 0，且VDS > VGS
VGD = VGS - VDS， 相应的沟道最浅。 • 因此，在VDS作用下，导电沟道的深度是不均匀的，呈锥状变化，如 下图：
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场效应管及其应用电路
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场效应管及其应用电路
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（3）沟道长度调制效应
场效应管及其应用电路
• 但在实际上，预夹断后，继续增大VDS，夹断点A会略向源
极S方向移动，导致A点到S极之间的沟道长度略有减小，相 应的沟道电阻就略有减小，从而有更多电子漂移到A点，造 成ID略有增大，如上图中虚线所示，这种效应我们称为场效 应管的沟道长度调制效应。
1
场效应管及其应用电路
• 其中MOS场效管具有制造工艺简单，占用 芯片面积小，器件的特性便于控制等特点。 因此MOS管是当前制造超大规模集成电路的 主要有源器件，并且已开发出许多有发展 前景的新电路技术。
2
场效应管及其应用电路
一、MOS场效应管
• MOS管又分为 增强型（EMOS）两种
•
耗尽型（DMOS）
32
场效应管及其应用电路
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场效应管及其应用电路
三、耗尽型MOS场效应管（DMOS）
（1）结构： DMOS与EMOS管在结构上类似，唯一差别为：
衬底表面扩散了一薄层与衬底导电类型相反的掺杂区，作 为漏、源区之间的导电沟道，如下图： （2）相对应的电路符号：
场效应管的结构及工作原理 和应用例题讲解
场效应管的结构及工作原理和应用例题讲解嘿呀！今天咱们来好好聊聊场效应管的结构及工作原理和应用例题讲解。
首先呢，咱们来瞅瞅场效应管的结构哇！场效应管分成好几种类型，像结型场效应管和绝缘栅型场效应管等等。
就拿绝缘栅型场效应管来说吧，它里面又有增强型和耗尽型之分呢。
哎呀呀，这结构可复杂又精细！
再说说它的工作原理呀！简单来讲，场效应管是通过电场来控制电流的。
比如说，在栅极上加不同的电压，就能改变导电沟道的宽窄，从而控制源极和漏极之间的电流。
哇塞，是不是很神奇！
接下来咱们看看它的应用，这可太广泛啦！在电子电路中，场效应管可以用来做放大器，增强信号的强度呢。
还有哦，在数字电路里，它能当开关使用，控制电路的通断。
哎呀呀，这可真是太重要啦！
给您举个应用例题讲解讲解哈。
比如说，在一个音频放大电路中，咱们就用场效应管来放大声音信号。
首先，根据输入信号的大小和频率，选择合适的场效应管型号。
然后呢，设计好电路的参数，像偏置电压、负载电阻啥的。
哇！通过合理的调试和优化，就能让声音变得更加清晰、响亮。
还有在电源管理方面，场效应管也大有用处呀！比如说，在直流-直流转换器中，它可以高效地控制电流的流动，提高电源的转换效率。
哎呀，这可不得了！
在通信领域呢，场效应管也是不可或缺的哟！比如在手机的射频
放大器中，它能让信号传输更加稳定和可靠。
哇哦！
总之呀，场效应管的结构、工作原理以及应用真是太重要、太广泛啦！咱们可得好好掌握，才能在电子电路的世界里畅游无阻呢！您说是不是呀？。
mos管或电路
mos管或电路MOS管，即金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种常用的半导体器件，常用于集成电路中。
MOS管的工作原理是通过调节栅极电压来控制导通沟道的电阻，从而实现信号的放大、开关和放大等功能。
下面将详细介绍MOS管的结构、工作原理和应用。
MOS管的结构包括源极、漏极和栅极三个部分。
源极和漏极之间通过氧化物绝缘层隔开，栅极则通过栅极氧化层与沟道相隔开。
当在栅极上加上正电压时，栅极下方的沟道会形成导通通道，从而使源极和漏极之间产生导通。
当栅极上的电压变化时，沟道的导电性也会相应变化，实现对电流的调节。
MOS管的工作原理是基于场效应的调控。
栅极上的电压改变了栅极下方的场强，从而改变了沟道的导电性。
当栅极电压为正时，沟道导通，电流从源极流向漏极，此时MOS管处于导通状态。
而当栅极电压为零或负时，沟道的导电性减弱或消失，电流无法通过，MOS管处于截止状态。
通过调节栅极电压，可以实现对电流的精确控制，从而实现放大、开关和放大等功能。
MOS管在集成电路中有着广泛的应用。
作为场效应晶体管的一种，MOS管可以用于数字电路、模拟电路和混合电路中。
在数字电路中，MOS管可用作开关，实现逻辑门的功能；在模拟电路中，MOS管可用作放大器，实现信号的放大和处理；在混合电路中，MOS管既可以用于数字信号处理，又可以用于模拟信号处理，实现电路的多功能集成。
总的来说，MOS管作为一种常用的半导体器件，具有结构简单、工作稳定和应用广泛的特点。
通过对栅极电压的调节，可以实现对电流的精确控制，从而实现各种电路功能的实现。
在未来的发展中，MOS管将继续发挥重要作用，推动集成电路的不断进步。
常见的Mos场效应管电子开关应用电路示例介绍
常见的Mos场效应管电子开关应用电路示例介绍在脉冲与数字电路中，MOS场效应管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
MOS场效应管以燥声系数低、截止频率高、开关特性好、抗干扰能力强、增益高、功耗低、不存在二次热击穿等优点，广泛应用于彩色电视机、计算机等电器设备中。
本文主要以MOS场效应管在开关电路中的应用示例作简要介绍。
华强北IC代购网专业人士解析以下内容。
MOS场效应管在开关电路中的应用实际上MOS场效应管是一种增强型的场效应管，其构造原理比较抽象，根据使用的场合要求不同做出来的种类也很多，特性也不尽相同。
我们一般将其作为电源供电的电控开关使用，所以需要通过电流比较大，它的电路图符号如下：N沟道MOS场效应管P沟道MOS场效应管这两种MOS场效应管的作用刚好是相反的，那么怎么用它来当开关呢？从图中我们可以看到它与三极管一样有三个引脚，分别叫做栅极（G）、源极（S）和漏极（D）。
以图1为例：图1图1中脚1就是控制极栅极，通过在栅极上加电压来决定脚2和脚3是否相通。
在N沟道MOS场效应管中，若在栅极加上电压脚2和脚3就通电了，去掉电压就为关断状态。
而P沟道MOS场效应管则刚好相反。
MOS场效应管开关电路工作原理以我们常见的2606主控电路图中的电子开关电路为例，下图中用是美国VISHAY型号为SI2305的P沟道MOS管。
下面简要介绍电子开关应用的工作原理：图2图2中电池的正电通过开关S1接到场效应管Q1的2脚源极，但由于Q1是一个P沟道管，它的1脚栅极通过R20电阻提供一个正电位电压，所以不能通电，电压不能继续通过，所以此时是关机状态。
当按下SW1开机按键时，正电通过按键、R11、R23、D4加到三极管Q2的基极，这时三极管Q2的基极得到一个正电位，三极管导通。
而由于三极管的发射极直接接地，三极管Q2导通就相当于Q1的栅极直接接地，加在它上面的通过R20电阻的电压就直接入了地，Q1的栅极就从高电位变为低电位，Q1导通电就从Q1同过加到3v稳压IC的输入脚，3v稳压IC就是那个U1输出3v的工作电压vcc供给主控，主控通过复位清0。
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。
场效应管及其应用
结构; (b) N沟道 结型场效应管符号;
g 栅极
d 漏极 耗尽层
P
P
g
N
s 源极 (a)
d s (b)
d g
s
(c)
P沟道结型场效应
图 3.1结型场效应管
(3. 1)
01 02 03
图3.2表示的是结型场效应管施加偏置电压后的 接线图。
场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特 性曲线。
在uDS一定时, 漏极电流iD与栅源电压uGS之间 的关系称为转移特性。 即
03 2 ）
场效应管放大电路的静态工作点可用式（3.4）或式 （3.5）与式（3.7）或式（3.8）联立求出UGSQ和IDQ, 漏源电压UDSQ由下式求得:
图3.12
场效应管 微变等效
id
d
电路
＋
g＋
uds
ugs
－
－
s
g＋ ugs
－ s
01
电压放大倍数:
02
(3. 10)
'03
输入电阻:
u iRR guR ( g od
iD d
－ UGG
＋
g
－
P
uGS ＋
P N
S
＋ Rd
＋
uDS
－ UDD
－
图3.2 N沟道结 型场效应管工作 原理
图3.3 N沟道结型场效 应管转移特性曲线
iD / m A
IDSS 5 4
3 u DS =1 2 V
2
1 U GS ( of f) －4 －3 －2 －1 0
u GS /V
单击此处添加小标题
u u g R u (1
') 壹
电路中的场效应管有哪些种类和应用
电路中的场效应管有哪些种类和应用场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电路中。
它基于电场效应来实现电流的控制和放大，具有高输入阻抗、低功耗和高频特性等优点。
本文将介绍电路中的场效应管的种类和应用。
一、场效应管的种类1. MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）MOSFET是最常见的场效应管种类之一，由金属氧化物半导体材料构成。
根据结构和工作模式的不同，MOSFET可分为两种类型：增强型MOSFET和耗损型MOSFET。
增强型MOSFET（Enhancement Mode MOSFET）通常处于截止状态，需要施加正向电压来打开通道。
它的主要特点是输入电阻高，适用于放大和开关电路。
耗损型MOSFET（Depletion Mode MOSFET）则相反，通常处于导通状态，需要施加负向电压来截止通道。
它具有低输入电阻和高输出电阻的特点，适用于特定的应用场景。
2. JFET（结型场效应管）JFET使用p-n结构构成，分为N沟道型JFET和P沟道型JFET两种。
N沟道型JFET的导电沟道为N型，需要施加负向电压来控制电流。
它的主要特点是低噪声、高输入阻抗和高放大倍数，常用于高频放大器和低噪声电路。
P沟道型JFET则相反，导电沟道为P型，需要施加正向电压来控制电流，适用于某些特殊的电路设计。
二、场效应管的应用1. 放大器场效应管有很好的放大特性，常用于放大信号。
通过调整输入电压，可以控制输出电流的变化，实现对信号的放大。
2. 开关由于场效应管的高输入阻抗和快速开关速度，可以用作开关元件，广泛应用于电源管理、逆变器和驱动电路等领域。
它的开关速度快，能够有效控制高频信号和脉冲信号。
3. 模拟开关场效应管还可以用作模拟开关，根据输入电压的变化，实现对模拟信号的切换和控制。
比如在音频信号中的应用，可以实现信号的选择、切换和调节。
4. 逻辑门场效应管可以组合成各种逻辑门电路，实现数字电路中的逻辑运算。
场效应管利用栅源之间电压的
场效应管利用栅源之间电压的引言场效应管（FET）是一种电子器件，可根据栅源之间的电压控制电流流动。
在本文中，我们将详细探讨场效应管如何利用栅源之间的电压，以及其在电路中的应用。
什么是场效应管？场效应管是一种三端器件，由栅极（G）、源极（S）和漏极（D）组成。
其工作原理基于栅源之间的电压调控电流流动。
栅极的电压可以改变源漏之间的导电区域，从而控制电流的大小。
场效应管的工作原理场效应管主要由PN结和栅极的金属层构成。
当栅极施加正电压时，形成一个正电场，将电子从PN结中驱逐出来。
这样，源极和漏极之间的导电区域就被控制住了，导致电流减小。
当栅极施加负电压时，形成一个负电场，将电子引入PN结。
这样，导电区域就会扩大，从而增加电流。
场效应管的分类场效应管根据其构造和工作方式的不同，可以分为多种类型。
其中，最常见的有以下几种:MOSFET（金属-氧化物半导体场效应管）MOSFET是目前最常用的场效应管类型。
它使用金属栅极和氧化物绝缘层隔离栅极和半导体材料。
当栅源之间的电压改变时，MOSFET可以调节电流的大小。
MOSFET具有低功耗、高输入阻抗和快速开关速度等优点。
JFET（结型场效应管）JFET使用PN结来控制电流流动。
它具有低噪声、高增益和良好的线性特性等优点。
栅源之间的电压变化可以改变JFET的电导，从而控制电流。
IGBT（绝缘栅双极晶体管）IGBT是双极性的半导体器件，结合了MOSFET和双极晶体管的优点。
栅源之间的电压变化可以控制IGBT的导通和关断，从而调节电流。
场效应管在电路中的应用场效应管在各种电子电路中都有广泛应用。
下面列举了几个例子：放大器场效应管可以作为放大器的核心元件。
通过控制栅源之间的电压，可以调节增益的大小。
这使得放大器可以放大具有不同振幅和频率的信号。
开关场效应管也可以用作开关。
将电压施加到栅源之间，可以打开或关闭电路的通路。
由于场效应管具有较低的导通电阻，因此可以实现高速开关。
场效应管及应用电路
2
UGS I DSS 1 U GS, off
其中: IDSS为漏极饱和电流, K为导电因子,UGS,off为夹断电压。
13/132
N 沟 道
结 型 场 效 应 管
P 沟 道
14/132
三、MOS场效应管
N沟道增强型的MOS管 P沟道增强型的MOS管
MOS场效应管分类
MOS场效应管
D D D N P+ G P+ P+ G P+
N
G P+
N
P+
UGS=0
S
UGS< 0
S
S UGS≤UGS,off （夹断电压）
8/132
D N
D N
D N
G
P+
P+
G
P+
P+
G
P+
P+
UGS=0
S
UGS< 0
S
S UGS≤UGS,off
1. 当UGS=0时，沟道较宽，在UDS的作用下N沟道内的电子定向 运动形成漏极电流ID。 2.当UGS,off < UGS≤0时， PN结反偏，PN结（耗尽层）加宽，漏 源间的沟道将变窄，ID将随着UGS的减小（反向增大）减小。
3.当UGS ≤UGS,off 时，耗尽层将导电沟道全部夹断，ID=0。
9/132 栅源电压UGS对漏极电流ID的控制作用 U =U
GS
夹断状态 ID=0 夹断电压 G UGS P+
GS,off
D ID N P+ UDS
转移特性曲线
S UGS,off < UGS ≤ 0 UDS>0
场效应管的作用及典型电路
场效应管的作用及典型电路
一、Mosfet管的作用
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（MOSFET）是一种半导体多层效应管，它由三个极门构成：源极、汲极和控制极。
控制极之间有一层氧化膜，当控制极电压变化时，就可以改变这个氧化膜的电容，从而改变源极和汲极之间的电流。
MOSFET电路可以提供更高的效率，更小的尺寸和低功耗。
Mosfet管可以在电路中用来传输、放大、改变或控制电路的输出。
它是用来替代传统的开关管（BJT）的，它的操作要比传统的开关管更加灵活。
MOSFET的另一个优点是它可以将更高的电流压缩到更少的开关数量，从而使电路的整体尺寸减小，成本也更低。
二、Mosfet管的典型电路
1、放大器：MOSFET可用于单端放大电路，也可用于双端放大电路。
它通常被用来放大低频信号，例如声音信号。
2、开关：MOSFET可用于将电路的输出断开或接通。
它可以用来控制负载电流，也可以用来加快看门狗器件的超时脉冲。
3、控制：MOSFET也可以用来控制电路的输出电压或电流。
它可以被用来构建稳压器、电源稳压器或线性调整器。
4、线性应用：MOSFET有时也可以用作可调电阻，可以用来调节输出电压或电流。
三、总结
MOSFET是一种半导体多层效应管，由三个极门构成：源极、汲极和控制极。
电路中的场效应管工作原理及应用
电路中的场效应管工作原理及应用场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的半导体器件，在电子电路中具有重要的应用。
本文将详细介绍场效应管的工作原理以及其在电路中的应用。
一、工作原理场效应管的工作原理基于半导体中的电子运动规律和电场效应。
它由三个主要部分组成：栅极（Gate）、漏极（Drain）和源极（Source）。
其中栅极与源极之间的跨导区域是场效应管的关键部分。
场效应管有两种主要类型：增强型（Enhancement Mode）和耗尽型（Depletion Mode）。
在增强型场效应管中，没有外加电压时，栅极和漏极之间的导电通道是关闭的。
通过施加正向电压于栅极和源极之间，电子会受到栅极电压的影响，使导电通道打开，从而形成从源极到漏极的电流。
而在耗尽型场效应管中，刚好相反，栅极、漏极和源极之间的导电通道在无电压施加时是打开的，通过施加负向电压可减小或关闭导电通道。
二、应用领域场效应管在电子电路中有广泛的应用。
以下列举了几个重要的应用领域：1. 放大器场效应管在放大器电路中扮演着重要的角色。
由于场效应管的高输入阻抗和低输出阻抗特性，它可以用作信号放大器的关键部件。
并且，由于场效应管具有较大的电流放大倍数，能够实现较高的增益。
2. 开关由于场效应管在导通和截止之间具有快速的响应速度，因此被广泛应用于开关电路中。
通过控制栅极与源极之间的电压，可以控制场效应管的导通状态。
这使得场效应管在逻辑门电路和数字电路中被广泛使用，以实现高速开关操作。
3. 变压器耦合放大器场效应管也经常被用于通信系统中的变压器耦合放大器。
这是因为场效应管具有较高的输入阻抗，可以有效地匹配变压器的输入阻抗。
通过场效应管的放大作用，可以将低频信号转换为高频信号，实现信号的放大和传输。
4. 混频器混频器是无线通信系统中常用的组件，用于实现信号的频率转换。
场效应管的非线性特性使其成为混频器电路的理想选择。
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D ID P
NN
S
UDS=0U时 UDS
UGS越大耗尽区越宽， 沟道越窄，电阻越大。
D
但区当宽度UG有S较限小U，D时存S=，在0U耗导时尽
电沟道。DS间相当于 线I性D 电阻。
P
UDS
G NN
UGS S
UGS达到一定值时 （夹断电压UP）,耗 尽区碰到一起，DS
间被夹断，这时，即
使UDS 0U，漏极电 D ID
3.2 绝缘栅场效应管
3.2.1 结构和电路符号
s源极
氧化层
二氧化硅
绝缘层
N+
耗尽层
g栅极
d漏极 金属铝
P型衬底
N+ 耗尽层
SG
N P
D 金属铝
两个N区 N
B衬底引线
D
G
P型基底 SiO2绝缘层
S
导电沟道
N沟道增强型
SG D
N
N
P
予埋了导 电沟道
D
G S
N 沟道耗尽型
SG D PN P
D
G S
参数 型号 3DJ2D 3DJ7E 3DJ15H 3DO2E CS11C
PDM mW
100 100 100 100 100
IDSS mA
<0.35
<1.2 6～11 0.35～1.2 0.3～1
VRDS VRGS
V
V
>20 >20
>20 >20
>20 >20
>12 >25
-25
VP
gm
V mA/ V
P 沟道增强型
SG D
P
P
N
予埋了导 电沟道
D G
S
P 沟道耗尽型
3.2.2MOS管的工作原理
以N 沟道增强型为例
UGS=0时
UGS UDS
S GD
ID=0
对应截止区
N
N
P
D-S 间相当于
两个反接的 PN结
UGS>0时
UGS UDS S GD
N
N
P
UGS UDS S GD
N
N
P
UGS UDS S GD
1.自偏压电路
Cb1 + ui −
+UDD RD Cb2
+
T
RG
uo RS C
−
+UDD RD
RG
RS
U GSQ U GQ U SQ 0 I DQ RS I DQ RS
N
N
P
UGS UDS
UDS增加，UGD=UT 时， 靠近D端的沟道被夹断， 称为予夹断。
S GD ID
N
N
P
夹断后，即
使UDS 继续 增加，ID仍
呈恒流特性。
绝缘栅型场效应管特性曲线
1)增强型MOS管
开启 电压
2)耗尽型MOS管
夹断 电压
各种场效应管所加偏压极性小结
结型PN沟沟道道((uuGGSS＞＜00)) 场效应管绝缘栅型耗增尽强型型PPNN沟沟沟沟道道道道((((uuuuGGGGSSSS＜极＞极0性0性)) 任任意意))
5
uDS=uGS−UP
iD / mA
6 IDSS
5
4
B
1V
3
2
C −2 V
4
3
U DS>4V
2
1
RDS 大 D
−3 V
UP=−4 V
UP=-4 V
1
0
4
8 12 截止区
16
20
24 UDSS
uDS / V
输出特性曲线
-4
-3 -2 -1
0 uGS / V
转移特性曲线
主要参数
① 夹断电压UP (或UGS(off))： 漏极电流约为零时的UGS值 。
ID
变窄U，GS从继上续至减下小呈，楔沟形道分继布续。变窄
靠压在漏当UU预当极GGU夹S沟D处称D=断S道U出增为G处夹现加夹S-断U预到断D时夹S使电=，断U压U对GP。UD应=P U（的P 时或栅，源在电紧 此U时GSU(ofDf)S） 。 夹断区延长 对于沟N道沟电道阻的JFEITD基，本UP不<0变。
g
③①②UUUGGDSS和S对对U沟沟DS道道同的的时控控作制制用作作时用用
P NP UDS
UGS
当当UUGGPSS=＜<0U0时G时S，<0U时DS，导电I沟D 道更容易夹断，
IS (a)
使P对N靠沟G于结近道、同反漏变D样偏间极窄的P处。UN的耗D结S耗尽，的尽层反ID层加的向加厚值电宽比压，U增G沟加S=道，0时的值要小。
-4 ≥2 -4 ≥3 -5.5 ≥8
-4 ≥2
fM MHz 300
90
1000
双极型三极管与场效应三极管的比较
3.3 场效应管放大电路
d
g
RD RL
uo
s g
RD RL
uo
ui
s
ui
d
s
d
g RD RL
uo
(a)
（a）共源电路
(b)
（b）共漏电路
(c)
（c）共栅电路
3.3.1场效应管放大电路的直流偏置与静态分析
漏端的沟道被夹断， 称为予夹断。
D UDS增大则被夹断 区向下延伸。
G N
UGS<Up UGD=UP时 ID UDS N
UGS S
此时，电流ID由未 被夹断区域中的载 流子形成，基本不 随UDS的增加而增 加，呈恒流特性。
G
UGS
UGS<Up UGD=UP时 D ID
UDS NN
S
工作原理
ID
② 饱和漏极电流IDSS： UGS=0时对应的漏极电流。
③ 低频跨导gm：
gm
iD uGS
U DS
或
gm
2IDSS
(1
UGS UP
UP
) （ UP
UGS
0）
低频跨导反映了UGS对iD的控制作用。gm可以在转移 特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。
④ 输出电阻rd：
rd
UDS iD
U GS
绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。
3.2.3
1.直流参数
gm
I D U G S
U DS 常数
gm
ID U GS
2IDSS UP
(1 UGS )( UP
UP uGS 0
)
iD / mA
iD / mA
uDS=常数
Q UGS
ID
ID
O
uGS
/
V O
Q UGS uDS / V
rd
uDS iD
U GS
PDm IDU DS
几种常用场效应三极管的主要参数
g
P
P
N
UDS
UGS
IS
(b)
ID
g UGS
P UDS
IS
(c)
ID 0
UGS
UP
夹断电压
IDSS 饱和漏极电流
夹断区
5V 4V 3V 恒流区 2V 1V
输出特性曲线 ID 0 U DS
可变电阻区
UGS=0V
予夹断曲线
iD / mA
可变电阻区
击穿区
6 RDS
恒流区(放大区)
小
A uGS=0 V
3.1 结型场效应管
• 结构 • 工作原理
• 输出特性 • 转移特性 • 主要参数
D漏极
G(栅极)
N PP
两边是P区 导电沟道
S源极
D漏极
G(栅极)
N PP
D G
D G
S
S
S源极
D漏极
G(栅极)
P NN
P沟道结型场效应管
D
D
G
G
S
S
S源极
PN结反偏，UGS 越大则耗尽区越 宽，导电沟道越 窄。
流ID=0A。
P
G NN
UDS=0时 UDS
UGS S
越靠近漏端，PN 结反压越大
G
UGS<Up且UDS>0、UGD<UP时 耗尽区的形状
D ID
P
UDS
NN
UGS S
沟道中仍是电阻 特性，但是是非 线性电阻。
G
UGS<Up且UDS较大时UGD<UP 时耗尽区的形状
D ID
P
UDS
NN
UGS S