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场效应管的认识

作者:未知   发布时间:2018-01-16 18:27:40   浏览次数:110

场效应管的认识

前面我介绍了三极管的基础知识(没看过的在我的文章里面找),知道了三极管是由基极注入电流的大小来直接影响集电极电流大小的一种器件,是一种电流控制电流型器件。还有一种半导体器件是利用输入电压来控制输出电流的器件,叫做场效应管。

结型场效应管

场效应管的认识

场效应管分结型场效应管和绝缘栅型场效应管两种,上图所示是结型场效应管的结构和符号,结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种,上图为N沟道结构示意图,它是在一块N型硅棒两端各引出一个电极,一端称为源极S,另一端称为漏极D;在两侧分别扩散一个高浓度杂质的P型区,形成两个PN结(图中橙色和灰色部分),把两个P型区相连引出一个电极就是栅极G。

工作原理:在工作时,内部两个PN结施加反偏电压VGS,在漏源之间加正向电压VDS,漏极和源极之间只有N型沟道是电流流通的路径。打个比喻,把沟道想像成河流,把栅极比做两岸可以左右控制的闸门,由两岸各有一人向中间推拉闸门,进而控制水流的大小。P沟道和N沟道原理差不多,只不过中间沟道是P型沟道,两边栅极是N型区,和N沟道正好相反,这里就不多说了。

绝缘栅型场效应管:

场效应管的认识

绝缘栅型场效应管又名MOS管(以下简称MOS管),它的栅极和源漏极之间有一层二氧化硅的绝缘层,如上图所示。MOS管也有N沟道和P沟道两类,但每一类又分为增强型和耗尽型两种,因此总共有四种类型:N沟道增强型、P沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道耗尽型。凡是栅源电压为零时,漏极电流也为零的管子都是增强型管。凡是栅源电压为零时,漏极电流不为零时都属于耗尽型管。

场效应管的认识

上图是四种MOS管的电路符号,注意:衬底箭头朝内的是N沟道,衬底箭头朝外的是P沟道。

增强型MOS管工作原理:工作时,栅源之间不加电压时,漏源之间PN结是反向的,所以不存在导电沟道,即使漏源之间加了电压,导电沟电是关闭的,就不会有电流通过。当栅源之间加正向电压到一定值时,在漏源之间就会形成导电通道,使导电沟道刚刚形成的这个栅源电压叫做开启电压VGS,栅源之间电压越大,导电沟道越宽,从而使流过的电流越大。

耗尽型MOS管工作原理:工作时,栅源之间不加电压,同增强型MOS管不同,漏源之间存在导电沟道,因此只要在漏源之间加正向电压,就会产生漏极电流。并且,栅源之间加正向电压时,导电沟道增大,加反向电压时,导电沟道变小,流过的电流就会越小,同增强型MOS管相比,它可以在正、负值的一定范围内存在导电沟道。

场效应管的作用:

一、场效应管应用于放大。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。

二、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。

三、场效应管可以用作可变电阻。

四、场效应管可以方便地用作恒流源。

五、场效应管可以用作电子开关。







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