场效应管的实际工作原理(对场效应管工作原理的理解)

最基本的原理就不再这儿陈述了,不知道的可以看看书后者百度,都有解释,这篇文章搜集了一下资料,学习一下关于场效应管平时没有注意到的要点。

如果给管子加上负偏差UGS时,PN结形成空间电荷区,其载流子很少,因而也叫耗尽区(如图a中阴影区所示)。其性能类似于绝缘体,反向偏压越大,耗尽区越宽,沟道电阻就越大,电流减小,甚至完全截止。这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片(沟道)中的电流大小的目的。

场效应管的实际工作原理(对场效应管工作原理的理解)(1)

注:实际上沟道的掺杂浓度非常小,导电能力比较低,所以有几百到几千欧导通电阻。而且是PN结工作在反向偏置的状态。刚开机时,如果负偏置没有加上,此时ID是最大的。

特点:

1,GS和GD有二极管特性,正向导通,反向电阻很大

2:DS也是导通特性,阻抗比较大

3:GS工作在反向偏置的状态。

4:DS极完全对称,可以反用,即D当做S,S当做D。

绝缘栅场效应管MOSFET

结型虽然电压控制方式,但是仍然有少子的飘移形成电流。绝缘栅场效应管是栅极与衬底完全绝缘,所以叫绝缘栅场效应管。

绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)分为增强型和耗尽型两大类,每类中又有N沟道和P沟道之分,N沟道又叫PMOS管,P沟道又叫NMOS管。

场效应管的实际工作原理(对场效应管工作原理的理解)(2)

(衬底断开是是指两个N区没有相连。如果两个相连,靠改变沟道的宽度来控制电流就是耗尽型)

场效应管的实际工作原理(对场效应管工作原理的理解)(3)

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(衬底在内部与极相连,所以绝缘栅MOSFET的D、S极是不能互换的。箭头的方向仍然是衬底和S极和D极的PN结方向,而栅极没有半导体,只是电容器的一个极板。而结型的箭头是栅极向S极和D极的PN结方向,这就是为什么同样是N沟道,结型和绝缘栅型的箭头方向相反。)

当UGS较小时,不能形成有效的沟道,尽管加有UDS,也不能形成ID。当增加UGS,使ID刚刚出现时,对应的UGS称为开启电压,用UGS(th)或UT表示。

N沟道增强型MOSFET的特性曲线

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说明栅源电压UGS对漏极电流ID的控制关系,可用这个关系式来表达,这条特性曲线称为转移特性曲线。

转移特性曲线的斜率gm反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm称为跨导。这是场效应三极管的一个重要参数。

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漏极输出特性曲线

当UGS>UGS(th),且固定为某一值时,反映UDS对ID的影响,即ID=f(UDS)½UGS=const这一关系曲线称为漏极漏极输出特性曲线。

场效应管的实际工作原理(对场效应管工作原理的理解)(7)

场效应三极管作为放大元件使用时,是工作在漏极输出特性曲线水平段的恒流区,从曲线上可以看出UDS对ID的影响很小。但是改变UGS可以明显改变漏极电流ID,这就意味着输入电压对输出电流的控制作用。

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