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      場效應管
      文章長度[] 加入時間[2008/6/3] 更新時間[2025/1/20 20:45:30] 級別[0] [評論] [收藏]

        場效應管分為結型場效應管(JFET)和絕緣柵場效應管(MOS管)

      一:結型場效應管

       1.結型場效應管的分類
       結型場效應管有兩種結構形式。它們是N溝道結型場效應管(符號圖為(1))和P溝道結型場效應管(符號圖為(2))

        從圖中我們可以看到,結型場效應管也具有三個電極,它們是:G——柵極;D——漏極;S——源極。電路符號中柵極的箭頭方向可理解為兩個PN結的正向導電方向。

      2.結型場效應管的工作原理(以N溝道結型場效應管為例)
       在D、S間加上電壓UDS,則源極和漏極之間形成電流ID,我們通過改變柵極和源極的反向電壓UGS,就可以改變兩個PN結阻擋層的(耗盡層)的寬度,這樣就改變了溝道電阻,因此就改變了漏極電流ID。

      3.結型場效應管的特性曲線(以N溝道結型場效應管為例)

      輸出特性曲線:(如圖(3)所示)
      根據工作特性我們把它分為四個區域,即:可變電阻區、放大區、擊穿區、截止區。
       
      對此不作很深的要求,只要求我們看到輸出特性曲線能判斷是什麼類型的管子即可

      轉移特性曲線:
                      
      我們根據這個特性關系可得出它的特性曲線如圖(4)所示。它描述了柵、源之間電壓對漏極電流的控制作用。

      從圖中我們可以看出當UGS=UPID=0。我們稱UP為夾斷電壓。

        注:轉移特性和輸出特性同是反映場效應管工作時,UGS、UDS、ID之間的關系,它們之間是可以互相轉換的。

      二:絕緣柵場效應管(MOS管)
      1.絕緣柵場效應管的分類

        絕緣柵場效應管也有兩種結構形式,它們是N溝道型和P溝道型。無論是什麼溝道,它們又分為增強型和耗盡型兩種。

      2.絕緣柵型場效應管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應管)
        我們首先來看N溝道增強型MOS場效應管的符號圖:如圖(1)所示
        它是利用UGS來控制“感應電荷”的多少,以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況,然后達到控制漏極電流的目的。

      3.絕緣柵型場效應管的特性曲線(以N溝道增強型MOS場效應管)
      它的轉移特性曲線如圖(2)所示;
      它的輸出特性曲線如圖(3)所示,它也分為4個區:可變電阻區、放大區、截止區和擊穿區。

      注:對此我們也是只要求看到輸出特性曲線和轉移曲線能判斷出是什麼類型的管子,即可。

      一:場效應管的主要參數
      (1)直流參數
         飽和漏極電流IDSS   它可定義為:當柵、源極之間的電壓等于零,而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時,對應的漏極電流。
         夾斷電壓UP   它可定義為:當UDS一定時,使ID減小到一個微小的電流時所需的UGS
        
      開啟電壓UT   它可定義為:當UDS一定時,使ID到達某一個數值時所需的UGS
      (2)交流參數
         低頻跨導gm   它是描述柵、源電壓對漏極電流的控制作用。
         極間電容    場效應管三個電極之間的電容,它的值越小表示管子的性能越好。
      (3)極限參數
         漏、源擊穿電壓    當漏極電流急劇上升時,產生雪崩擊穿時的UDS。
         柵極擊穿電壓     結型場效應管正常工作時,柵、源極之間的PN結處于反向偏置狀態,若電流過高,則產生擊穿現象。


      二:場效應管的特點
      場效應管具有放大作用,可以組成放大電路,它與雙極性三極管相比具有以下特點:
      (1)場效應管是電壓控制器件,它通過UGS來控制ID;
      (2)場效應管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很高;
      (3)它是利用多數載流子導電,因此它的溫度穩定性較好;
      (4)它組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數;
      (5)場效應管的抗輻射能力強。

      這一節我們對前面所述的內容進行總結一下,以突出重點為目的。

      下面我們通過表格把各種場效應管的符號和特性曲線表示出來:
         

      種類

      符號

      轉移特性

      輸出特性

      結型N溝道

      耗盡型

      結型P溝道

      耗盡型

      絕緣柵型N溝道

      增強型

      耗盡型

      絕緣柵型P溝道

      增強型

      耗盡型

      我們這一節要掌握的問題是:
      (1)場效應管與三極管相比所具有的特點;
      (2)根據輸出特性或轉移特性能判斷出是什麼類型的管子(這一點是我們學習的重點)
      (3)結型和絕緣柵型場效應管的工作特點和原理(只要求我們了解)。

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