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場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)

發布時間:2024-01-24閱讀(22)

導讀最基本的原理就不再這兒陳述了,不知道的可以看看書后者百度,都有解釋,這篇文章搜集了一下資料,學習一下關于場效應管平時沒有注意到的要點。如果給管子加上負偏差U....

最基本的原理就不再這兒陳述了,不知道的可以看看書后者百度,都有解釋,這篇文章搜集了一下資料,學習一下關于場效應管平時沒有注意到的要點。

如果給管子加上負偏差UGS時,PN結形成空間電荷區,其載流子很少,因而也叫耗盡區(如圖a中陰影區所示)。其性能類似于絕緣體,反向偏壓越大,耗盡區越寬,溝道電阻就越大,電流減小,甚至完全截止。這樣就達到了利用反向偏壓所產生的電場來控制N型硅片(溝道)中的電流大小的目的。

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(1)

注:實際上溝道的摻雜濃度非常小,導電能力比較低,所以有幾百到幾千歐導通電阻。而且是PN結工作在反向偏置的狀態。剛開機時,如果負偏置沒有加上,此時ID是最大的。

特點:

1,GS和GD有二極管特性,正向導通,反向電阻很大

2:DS也是導通特性,阻抗比較大

3:GS工作在反向偏置的狀態。

4:DS極完全對稱,可以反用,即D當做S,S當做D。

絕緣柵場效應管MOSFET

結型雖然電壓控制方式,但是仍然有少子的飄移形成電流。絕緣柵場效應管是柵極與襯底完全絕緣,所以叫絕緣柵場效應管。

絕緣柵場效應晶體管(MOSFET)分為增強型和耗盡型兩大類,每類中又有N溝道和P溝道之分,N溝道又叫PMOS管,P溝道又叫NMOS管。

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(2)

(襯底斷開是是指兩個N區沒有相連。如果兩個相連,靠改變溝道的寬度來控制電流就是耗盡型)

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(3)

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(4)

(襯底在內部與極相連,所以絕緣柵MOSFET的D、S極是不能互換的。箭頭的方向仍然是襯底和S極和D極的PN結方向,而柵極沒有半導體,只是電容器的一個極板。而結型的箭頭是柵極向S極和D極的PN結方向,這就是為什么同樣是N溝道,結型和絕緣柵型的箭頭方向相反。)

當UGS較小時,不能形成有效的溝道,盡管加有UDS,也不能形成ID。當增加UGS,使ID剛剛出現時,對應的UGS稱為開啟電壓,用UGS(th)或UT表示。

N溝道增強型MOSFET的特性曲線

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說明柵源電壓UGS對漏極電流ID的控制關系,可用這個關系式來表達,這條特性曲線稱為轉移特性曲線。

轉移特性曲線的斜率gm反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。gm稱為跨導。這是場效應三極管的一個重要參數。

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(6)

漏極輸出特性曲線

當UGS>UGS(th),且固定為某一值時,反映UDS對ID的影響,即ID=f(UDS)?UGS=const這一關系曲線稱為漏極漏極輸出特性曲線。

場效應管的實際工作原理(對場效應管工作原理的理解)(7)

場效應三極管作為放大元件使用時,是工作在漏極輸出特性曲線水平段的恒流區,從曲線上可以看出UDS對ID的影響很小。但是改變UGS可以明顯改變漏極電流ID,這就意味著輸入電壓對輸出電流的控制作用。

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