场效应管工作基础学习知识原理
场效应管工作原理详解
场效应管工作原理详解引言场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种重要的电子器件,广泛应用于放大、开关和数字电路等领域。
本文将详细介绍场效应管的工作原理,包括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。
MOSFET的工作原理MOSFET是一种由源、栅和漏三个极组成的三极管,其中栅极由金属和氧化物组成。
MOSFET有两种类型:N沟道MOSFET(NMOSFET)和P沟道MOSFET(PMOSFET),它们的工作原理有所不同。
NMOSFET的工作原理1.空间电荷区形成当栅极施加正电压时,栅极和源极之间形成了正向偏置,导致内部的半导体材料中出现空间电荷区。
此时,由于负电荷在源区积累,导致NMOSFET的导电性增强。
2.漏极电流增加当源极施加正电压时,形成了正向偏置,电子从源极向漏极移动,形成了漏极电流。
漏极电流的大小与栅极源极电压和栅极源极之间的电场强度有关。
3.确定导通与截止状态当栅极源极电压足够大时,电子从源极向漏极移动,导致MOSFET处于导通状态。
当栅极源极电压不足时,电子无法通过,导致MOSFET处于截止状态。
PMOSFET的工作原理1.空间电荷区形成与NMOSFET相反,当栅极施加负电压时,栅极和源极之间形成了负向偏置,导致内部的半导体材料中出现空间电荷区。
此时,由于正电荷在源区积累,导致PMOSFET的导电性增强。
2.漏极电流增加当源极施加负电压时,形成了负向偏置,空穴从漏极向源极移动,形成了漏极电流。
漏极电流的大小与栅极源极电压和栅极源极之间的电场强度有关。
3.确定导通与截止状态当栅极源极电压足够小时,空穴从源极向漏极移动,导致MOSFET处于导通状态。
当栅极源极电压不足时,空穴无法通过,导致MOSFET处于截止状态。
JFET的工作原理JFET是一种由导电型半导体材料构成的场效应管,其工作原理与MOSFET有所不同。
JFET有两种类型:N沟道JFET(NJFET)和P沟道JFET(PJFET),它们的工作原理也有所不同。
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。
场效应管的原理和基础知识
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
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
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。
场效应管的工作原理和使用方法
场效应管的工作原理和使用方法场效应管(Field-Effect Transistor,FET)是一种用于放大、开关和调制信号的半导体器件。
场效应管有着广泛的应用领域,包括通信、电子设备和电源等。
一、工作原理1.基本构造场效应管包括一个绝缘栅、一个漏电极和一个源极,它们构成了“门电极-漏极-源极”结构。
-绝缘栅:用绝缘材料制成,用来隔离漏极和源极。
-漏电极:负责控制和操控电流。
-源极:负责提供电流。
2.工作原理当栅极电势施加于绝缘栅时,栅极电场将与绝缘层之间的电子引诱至表面,形成轨道,此时2DEG激活。
通过改变栅极电势的大小和极性,可以控制电子通过2DEG的程度,进而有效控制漏电流。
在N型场效应管中,栅极电势增大时,电子通过2DEG的能力减弱,导致漏电流减小。
而在P型场效应管中,栅极电势增大时,2DEG中空穴(正电荷载体)增加,漏电流也会增加。
基于以上原理,可以通过调整栅极电势,控制从漏极到源极的电流,实现场效应管的放大和开关功能。
二、使用方法1.引脚连接场效应管一般有三个引脚:栅极、漏极和源极。
栅极是场效应管的控制端,漏极和源极是输出端。
在使用场效应管时,需要正确将电源、信号源和负载与相应的引脚连接。
2.工作电压不同类型的场效应管具有不同的工作电压范围,需要根据厂商规定和数据手册,选定适当的电源和信号电压。
同时,还需要关注电流和功率的限制,确保不超出场效应管的额定数值。
3.极性场效应管分为N型和P型,其极性不同。
在连接场效应管时,需要确保漏极和源极的极性与电源匹配,以免产生不良影响或损坏器件。
三、场效应管的优缺点1.优点-控制方便:场效应管可以通过改变栅极电势,实现电流的控制,相较于双极型晶体管(BJT)具有更高的灵活性。
-噪音低:场效应管的输入电阻高,输出电阻低,可以有效降低噪音的生成和传播。
-响应速度快:场效应管的响应速度较快,适用于高频率和快速开关应用。
2.缺点-漏电流:场效应管的漏电流相对较大,可能导致功耗过高。
[讲解]场效应管工作原理
[讲解]场效应管工作原理场效应管工作原理MOS场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET,既Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
它一般有耗尽型和增强型两种。
本文使用的为增强型MOS场效应管,其内部结构见图5。
它可分为NPN型PNP型。
NPN 型通常称为N沟道型,PNP型也叫P沟道型。
由图可看出,对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。
我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。
但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。
为解释MOS场效应管的工作原理,我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。
如图6所示,我们知道在二极管加上正向电压(P端接正极,N端接负极)时,二极管导通,其PN结有电流通过。
这是因为在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,从而形成导通电流。
同理,当二极管加上反向电压(P端接负极,N端接正极)时,这时在P型半导体端为负电压,正电子被聚集在P型半导体端,负电子则聚集在N型半导体端,电子不移动,其PN结没有电流通过,二极管截止。
1/11页对于场效应管(见图7),在栅极没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应管处与截止状态(图7a)。
当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时,由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中(见图7b),从而形成电流,使源极和漏极之间导通。
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。
场效应管的工作原理详解
场效应管的工作原理详解场效应管(Field Effect Transistor,简称FET),是一种能够实现电压控制电流的半导体器件。
它是晶体管的一种,与另外两种晶体管,即双极型晶体管和增强型晶体管相比,具有许多优点,如高输入阻抗、低噪声、稳定性好等。
场效应管主要由源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)组成。
栅极与漏极之间的距离构成沟道(Channel),沟道是由导电性的半导体材料构成的。
在沟道的下面有一层绝缘材料,称为栅绝缘层。
栅绝缘层将沟道与栅极隔离开来,使得栅极施加的电场可以控制沟道中的电荷分布。
由于这种控制机制,场效应管可以实现电压控制电流。
场效应管可以分为三种类型:MOSFET、JFET和MESFET。
MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)是最常见的场效应管。
它的栅绝缘层由一层绝缘的氧化层构成,因此也被称为金属氧化物半导体结构。
MOSFET又可以进一步分为两种类型:增强型MOSFET(Enhancement Mode MOSFET)和负增强型MOSFET(Depletion Mode MOSFET)。
JFET(Junction Field-Effect Transistor,结型场效应晶体管)由两个接触在半导体材料上的pn结构组成,其中一个结是沟道-源结(Channel-Source Junction),另一个结是沟道-漏结(Channel-Drain Junction)。
JFET的工作原理是通过改变沟道中的载流子浓度来控制电流。
MESFET(Metal-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属半导体场效应晶体管)是一种结构类似于MOSFET的场效应管,但是栅绝缘层被金属取代。
因为栅极是由金属构成的,MESFET的操作速度相对较快,适用于高频应用。
场效应管的基本原理
场效应管的基本原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊场效应管的基本原理,这可真是个有意思的玩意儿啊!你看啊,场效应管就像是一个神奇的电子开关,它能控制电流的流动呢!想象一下,电流就像一群调皮的小孩子,而场效应管呢,就是那个能管住这些小孩子的厉害角色。
场效应管主要有三个电极,源极、漏极和栅极。
这三个电极就像三个好伙伴,各自有着重要的作用。
源极就像是电流的源头,漏极呢则是电流要去的地方,而栅极呀,可就厉害了,它就像一个指挥棒,能决定电流能不能通过,通过多少。
比如说吧,栅极上的电压发生变化,就好像指挥棒一挥,场效应管这个开关就会相应地打开或关闭,或者调整电流通过的大小。
这多神奇啊!这不就像是我们家里的电灯开关吗,轻轻一按,灯就亮了或灭了。
场效应管还有个特别厉害的地方,就是它的输入电阻特别高。
这意味着什么呢?就好比是一道门,很难有东西能轻易闯进去影响它。
它可以很稳定地工作,不容易受到外界干扰。
而且啊,场效应管的种类还不少呢!有结型场效应管,还有绝缘栅型场效应管。
它们就像是不同性格的人,各有各的特点和用处。
在实际应用中,场效应管可是大显身手呢!从小小的电子设备到大型的工业控制系统,都能看到它的身影。
它可以用来放大信号,让微弱的信号变得强大起来;也可以用来做开关,精准地控制电路的通断。
你说场效应管是不是很了不起啊?它就像一个默默工作的小英雄,在电子世界里发挥着巨大的作用。
咱可不能小瞧了它呀!它让我们的生活变得更加丰富多彩,让那些电子设备都能乖乖听话。
所以啊,大家可别觉得这些电子知识很枯燥很难懂,只要你用心去感受,去理解,就会发现其中的乐趣和奇妙之处。
场效应管就是这样一个充满魅力的东西,等你去探索,去发现它的奥秘呢!怎么样,是不是对场效应管有了新的认识和兴趣了呢?。
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。
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?。
场效应管的内阻与电流的关系
场效应管的内阻与电流的关系1. 场效应管的基础知识嘿,朋友们!今天我们来聊聊一个有趣的电子元件——场效应管,或者说FET (Field Effect Transistor)。
听起来有点高大上,但其实它就像是电子电路里的小管家,默默地管理着电流的流动。
简单来说,场效应管的主要任务就是控制电流,它就像是一个调音师,调节着乐队的音量和节奏,让整个电路和谐地工作。
场效应管的工作原理其实挺有意思的。
它通过电场来控制导电通道的宽度,这样就能决定电流的流动量。
想象一下,一条河流,如果河道宽,水流得就快;河道窄,水流自然就慢。
这就是场效应管的基本思路。
随着输入电压的变化,内阻也随之变化,电流就像小溪一样,或缓或急,变化无常。
2. 内阻的概念2.1 内阻是什么说到内阻,咱们得先搞明白它到底是什么。
内阻就像是场效应管的性格,它影响着电流流过的时候的“舒适度”。
内阻越大,电流流过时就会“卡壳”,像是在沙滩上跑步,越跑越累;内阻越小,电流就畅通无阻,像是在平坦的跑道上飞奔。
这个内阻的大小,跟电流的流动关系密切,就像夫妻之间的默契,配合得好,日子才能过得滋润。
2.2 内阻与电流的关系内阻和电流之间的关系就像是老朋友,有时候亲密无间,有时候又有点小摩擦。
通常情况下,内阻和电流呈现出反比关系。
换句话说,当电流增加时,内阻往往会减小;电流减小,内阻就会相应增大。
这种关系可不是简单的数学公式,而是和场效应管的工作原理密切相关。
就像是在聚会上,气氛热烈的时候,大家都乐得欢声笑语;反而当冷场时,大家都默默无言,气氛变得尴尬。
3. 实际应用中的观察3.1 实验观察咱们可以通过简单的实验来验证这种关系。
比如,咱们可以用一个简单的电路,连接一个场效应管和电源。
在不断调节输入电压的时候,观察电流的变化,记得记录下内阻的变化情况。
看着电流像飞蛾扑火一样,随着电压的增加而加速,你会发现,内阻逐渐降低,真是个奇妙的过程。
3.2 生活中的类比想象一下,你在超市购物,推着购物车。
最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一
最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一最经典MOS管电路工作原理及详解第一章引言MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是一种重要的主动元件,广泛应用于各种电路中。
本文将详细介绍MOS管的工作原理及其相关知识。
第二章 MOS管的基本结构MOS管由金属氧化物半导体(MOS)结构构成,主要由金属电极(Gate)、绝缘层(Oxide)和半导体材料(Semiconductor)组成。
其中,绝缘层通常采用氧化硅(SiO2)第三章 MOS管的工作原理1.导通状态当Gate电极施加正向偏置电压时,会在绝缘层下形成一个电荷压积区,使半导体材料导电区域(Channel)形成N型导电层。
此时,MOS管处于导通状态。
2.截止状态当Gate电极施加负向偏置电压时,电荷压积区减小,导电区域几乎消失,MOS管处于截止状态。
第四章 MOS管的基本参数1.阈值电压(Vth):________在Gate电极施加一定电压时,MOS管刚刚处于导通状态和截止状态之间的电压。
2.转导:________当MOS管导通时,Gate与Source电压之间的变化引起Drn电流的变化。
3.输出电阻:________反映MOS管输入和输出特性之间的关系。
输出电阻越小,MOS管的放大能力越强。
第五章常见MOS管电路1.CMOS电路:________由N型MOS管和P型MOS管组成的互补结构,广泛应用于数字电路中。
2.放大电路:________利用MOS管的放大特性,设计各种放大电路,如共源极放大电路、共漏极放大电路等。
3.开关电路:________利用MOS管的导通截止特性,设计开关电路,如开关电源、交流开关等。
第六章附件本文档涉及的附件包括MOS管的示意图、工作曲线图等,可在附件文件中查看详细内容。
第七章法律名词及注释1.MOS管:________金属氧化物半导体场效应管,是一种主动元件。
2.Gate:________MOS管的控制电极,用于控制MOS管的导通截止状态。
VMOS场效应管基础知识及检测方法
VMOS场效应管基础知识及检测方法VMOS(Vertical Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,垂直金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种特殊的场效应晶体管。
与传统的MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)相比,VMOS的结构更加紧凑,具有更高的功率密度和更低的开通电阻。
本文将介绍VMOS场效应管的基础知识和检测方法。
一、VMOS场效应管的基础知识1.结构与工作原理2.优点与应用3.特征参数二、VMOS场效应管的检测方法1.静态参数测量静态参数是指在没有交流信号作用下,对场效应管进行直流参数测量的过程。
-零门源电流(IDSS):将栅极与源极短接,通过漏极施加一定的电压,可以测量到的漏极电流即为零门源电流。
其值越大,场效应管的增益越高。
-零栅源电压漏极电流(IGSS):在零栅源电压下,测量出的漏极电流即为零栅源电压漏极电流。
其值越小,场效应管的绝缘性能越好。
-耗散功率(PD):在一定的漏源电压下,测量出的场效应管的耗散功率。
其值应小于最大耗散功率,以保证场效应管的安全工作。
-开通电阻和关断电阻:通过测量开通电压和电流,关断电压和电流,可以计算出场效应管的开通电阻和关断电阻。
开通电阻应尽可能小,关断电阻应尽可能大。
2.动态参数测量动态参数是指在有交流信号作用下,对场效应管进行参数测量的过程。
动态参数测量通常需要示波器等测试仪器,以下是几个常用的动态参数测量方法:-开通和关断时间:通过示波器观察开通时间和关断时间,可以评估场效应管的开关速度。
-频率响应:通过给场效应管施加一定频率的信号,测量输出的电压和电流,可以评估场效应管的频率响应能力。
-功率增益:通过测量输入和输出的电压和电流,可以计算功率增益,评估场效应管的放大能力和功率损耗。
总结起来,VMOS场效应管的检测方法包括静态参数测量和动态参数测量。
静态参数测量主要包括零门源电流、零栅源电压漏极电流、耗散功率以及开通电阻和关断电阻的测量。
[转帖]场效应管基础知识-工作原理
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、U P—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、U T—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、g M—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U GS变化量的比值。
g M是衡量场效应管放大能力的重要参数。
5、BU DS—漏源击穿电压。
是指栅源电压U GS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BU DS。
6、P DSM—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P DSM并留有一定余量。
7、I DSM—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I DSM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。
场效应管工作原理与应用课堂PPT
与三极管输出电阻表达式 rce 1/(ICQ) 相似。
26
▪ MOS 管跨导
gm
iD vGS
Q
利用
ID
COXW
2l
(VGS
VGS
)2
(th)
得
gm
iD vGS
Q 2
COXW
2l
IDQ
三极管跨导
gm
iC vBE
Q
re
38.5ICQ
通常 MOS 管的跨导比三极管的跨导要小一个数 量级以上,即 MOS 管放大能力比三极管弱。
28
MOS 管高频小信号电路模型
当高频应用、需计及管子极间电容影响时,应采用 如下高频等效电路模型。
g + vgs Cgs -
栅源极间 平板电容
因此,非饱和区又称为可变电阻区。
11
数学模型:
VDS 很小 MOS 管工作在非饱区时,ID 与 VDS 之间呈线性关系:
ID
nCOXW
2l
[2(VGS
VGS(th))VDS
VD2S ]
nCOXW
l
(VGS
VGS(th))VDS
其中,W、l 为沟道的宽度和长度。
COX (= / OX) 为单位面积的栅极电容量。
V DS > VGS – VGS(th)
4V 3.5 V
特点:
O
VDS /V
ID 只受 VGS 控制,而与 VDS 近似无关,表现出类似 三极管的正向受控作用。
考虑到沟道长度调制效应,输出特性曲线随 VDS 的增加略有上翘。
注意:饱和区(又称有源区)对应三极管的放大区。
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。
场效应管的工作原理详解
场效应管的工作原理详解场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种常用的半导体器件,具有广泛的应用领域,如放大器、开关、逆变等。
本文将详细介绍场效应管的工作原理。
一、场效应管的基本结构场效应管由栅极(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)三个部分组成。
其中栅极与源极之间的电压(Vgs)作用于栅极与源极之间的绝缘层,控制电流从漏极到源极的通断状态。
二、N沟道场效应管(N-Channel FET)1. 静态工作原理N沟道场效应管作为一种N型材料构成的器件,其栅极与源极之间的电压(Vgs)为负数时,使得栅极与沟道之间的电场均匀,形成一个浓度较高的N型沟道,使得漏极和源极之间的导通电阻减小。
当Vgs=0时,N沟道场效应管处于截止状态。
2. 动态工作原理当将正向电压(Vds)加到漏极和源极之间时,漏极端的电势较低,而源极端较高。
此时通过漏极和源极之间的电阻小,使得电流从漏极流向源极。
当电压Vds增大时,漏极电势继续下降,导致沟道中的电子浓度减小,电阻增加。
最终,当Vds达到一定值时,沟道中的电阻增大到一定程度,使得电流几乎不再增加,即处于饱和状态。
此时的电流为IDSS,对应的电压为Vp。
三、P沟道场效应管(P-Channel FET)1. 静态工作原理P沟道场效应管作为一种P型材料构成的器件,其栅极与源极之间的电压(Vgs)为正数时,使得栅极与沟道之间的电场均匀,形成一个浓度较高的P型沟道,使得漏极和源极之间的导通电阻减小。
当Vgs=0时,P沟道场效应管处于截止状态。
2. 动态工作原理当将负向电压(Vds)加到漏极和源极之间时,漏极端的电势较高,而源极端较低。
此时通过漏极和源极之间的电阻小,使得电流从源极流向漏极。
当电压Vds增大时,漏极电势继续上升,导致沟道中的空穴浓度减小,电阻增加。
最终,当Vds达到一定值时,沟道中的电阻增大到一定程度,使得电流几乎不再增加,即处于饱和状态。
场效应管的工作原理和优势
场效应管的工作原理和优势
一、工作原理
场效应管是一种广泛应用的电子器件,它利用电场效应来控制半导体材料的导电性能。
具体来说,场效应管由三个电极组成:栅极、源极和漏极。
在栅极与源极之间加一个电压,会在半导体材料中产生一个电场。
这个电场会影响源极和漏极之间的电流,从而实现电压的控制。
二、优势
1.低噪声:场效应管具有较低的噪声系数,因此它在放大信号时能保持较高的信噪比,特别适合用于通信、音频和视频等领域。
2.高输入阻抗:场效应管的输入阻抗极高,接近于无穷大。
这意味着它对信号源的负载非常小,有利于减小信号源的负担。
3.低功耗:由于场效应管的工作效率高,因此它在工作时的功耗较低。
这使得它适合用于便携式设备和电池供电的应用。
4.易于集成:场效应管可以在集成电路中实现小型化,使得它在微电子领域具有广泛的应用。
5.稳定性好:场效应管的阈值电压相对稳定,不易受温度和工艺等因素的影响。
这使得它在各种工作条件下都能保持稳定的性能。
6.易于控制:通过改变栅极电压,可以方便地控制漏极电流,使得场效应管成为一种易于控制的电子器件。
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场效应管工作原理MOS场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET,既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
它一般有耗尽型和增强型两种。
本文使用的为增强型MOS场效应管,其内部结构见图5。
它可分为NPN型PNP 型。
NPN型通常称为N沟道型,PNP型也叫P沟道型。
由图可看出,对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。
我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。
但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。
为解释MOS场效应管的工作原理,我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。
如图6所示,我们知道在二极管加上正向电压(P端接正极,N端接负极)时,二极管导通,其PN结有电流通过。
这是因为在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P 型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,从而形成导通电流。
同理,当二极管加上反向电压(P端接负极,N端接正极)时,这时在P型半导体端为负电压,正电子被聚集在P型半导体端,负电子则聚集在N型半导体端,电子不移动,其PN结没有电流通过,二极管截止。
对于场效应管(见图7),在栅极没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应管处与截止状态(图7a)。
当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时,由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中(见图7b),从而形成电流,使源极和漏极之间导通。
我们也可以想像为两个N型半导体之间为一条沟,栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁,该桥的大小由栅压的大小决定。
图8给出了P沟道的MOS场效应管的工作过程,其工作原理类似这里不再重复。
下面简述一下用C-MOS场效应管(增强型MOS场效应管)组成的应用电路的工作过程(见图9)。
电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道MOS 场效应管组合在一起使用。
当输入端为低电平时,P沟道MOS场效应管导通,输出端与电源正极接通。
当输入端为高电平时,N沟道MOS场效应管导通,输出端与电源地接通。
在该电路中,P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作,其相位输入端和输出端相反。
通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。
同时由于漏电流的影响,使得栅压在还没有到0V,通常在栅极电压小于1到2V时,MOS场效应管既被关断。
不同场效应管其关断电压略有不同。
也正因为如此,使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。
由以上分析我们可以画出原理图中MOS场效应管电路部分的工作过程(见图10)。
工作原理同前所述。
场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。
一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高(108~109Ω)、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。
一、场效应管的分类场效应管分结型、绝缘栅型两大类。
结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。
目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
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现行有两种命名方法。
第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。
第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。
例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
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、场效应管的参数场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数:1、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。
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。
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。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
五、场效应管的测试1、结型场效应管的管脚识别:场效应管的栅极相当于晶体管的基极,源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。
将万用表置于R×1k档,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。
当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数KΩ时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。
对于有4个管脚的结型场效应管,另外一极是屏蔽极(使用中接地)。
2、判定栅极用万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。
若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。
源极与漏极间的电阻约为几千欧。
注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。
因为这种管子的输入电阻极高,栅源间的极间电容又很小,测量时只要有少量的电荷,就可在极间电容上形成很高的电压,容易将管子损坏。
3、估测场效应管的放大能力将万用表拨到R×100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。
这时表针指示出的是D-S极间电阻值。
然后用手指捏栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。
由于管子的放大作用,UDS和ID都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可观察到表针有较大幅度的摆动。
如果手捏栅极时表针摆动很小,说明管子的放大能力较弱;若表针不动,说明管子已经损坏。
由于人体感应的50Hz交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同,因此用手捏栅极时表针可能向右摆动,也可能向左摆动。
少数的管子RDS减小,使表针向右摆动,多数管子的RDS增大,表针向左摆动。
无论表针的摆动方向如何,只要能有明显地摆动,就说明管子具有放大能力。
本方法也适用于测MOS管。
为了保护MOS场效应管,必须用手握住螺钉旋具绝缘柄,用金属杆去碰栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极上,将管子损坏。
MOS管每次测量完毕,G-S结电容上会充有少量电荷,建立起电压UGS,再接着测时表针可能不动,此时将G-S极间短路一下即可。
目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。
六、常用场效用管1、MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。
其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。
它也分N沟道管和P沟道管,符号如图1所示。
通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。
根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。
所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。
耗尽型则是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而“耗尽”了载流子,使管子转向截止。
以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。
源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。
图1(a)符号中的前头方向是从外向里,表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。
当漏接电源正极,源极接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。
随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。
国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均为单栅管),4DO1(双栅管)。
它们的管脚排列(底视图)见图2。
MOS场效应管比较“娇气”。
这是由于它的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小,极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。