涨姿势!场效应管的种类、符号、参数、结构、原理、应用电路
场效应管简介
场效应晶体管简称场效应管,缩写为FET。
场效应管是一种半导体放大器件,它不仅具有晶体管的体积小、省电、耐用等优点,更具有输入阻抗高(10的8次方到9次方欧姆)、噪声小、热稳定性好、功耗低、动态范围大、抗辐射能力强、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域范围宽等优点。
场效应管的缺点是易于被静电高压击穿。
场效应管与晶体三极管的区别
晶体三极管的载流子为空穴和电子,所以晶体三极管又称双极型晶体管。
场效应管载流子只有空穴或者只有电子,因此又称单极晶体管。
晶体三极管是电流控制型器件,而场效应管是电压控制型器件。
场效应管的种类
场效应管分为结型、绝缘栅型两大类。
见下图
结型场效应管是利用沟道两边的耗尽层宽窄,改变沟道导电特性来控制漏极电流
绝缘栅性场效应管是利用感应电荷的多少,改变沟道导电特性来控制漏极电流。
场效应管实物图
P沟道结型场效应管
N沟道结型场效应管
场效应管的电路符号
电路符号表明了场效应管的类型,场效应管的表示主要有:极性、材料、类型、规格号等,
场效应管的电路图形符号能够表示出它的种类
场效应管电路图形符号理解和记忆方法
场效应管的结构
下图是N沟道结型场效应管的结构和工作原理示意图。可以看出,它使用一块N型半导体,在它的上、下各引出一个电机,分别称为漏极D和源极S,在N型半导体两侧,各设一小块P型半导体,将它们连起来作为栅极G,这样,G、S和G、D之间各出现了一个PN结。
三种直流电压偏置情况分析如下:
通过上述分析,通过改变G,S之间的反向偏置电压大小,可改变流过沟道的电流大小,换言之,栅极电压的大小可控制漏极的电流大小。
这说明场效应管是一个电压控制器件。
下图是N沟道绝缘栅型场效应管示意图。在两个N型区之间再形成一个N型硅薄层,于是形成N型沟道,在N沟道上面加一层绝缘材料二氧化硅,在绝缘层上面加一个铝层电极,作为栅极G。
在G,S之间加一个电压,那么G极铝层与P型衬底之间如同是以绝缘层为介质的平行板电容器,改变G,S极间电圧,可改变N型沟道的电阻。
场效应管工作原理
场效应管主要参数
场效应管的封装形式和引脚分布规律
场效应管电路实例
场效应管在开关电源电路中开关振荡电路中的应用
开关集成电路U101中的振荡器起振,为场效应管Q101的栅极G提供振荡信号,场效应管开始振荡,使开关变压器T101的初级线圈产生开关电流,开关变压器的次级线圈中产生感应电流,3脚的输出经整流、滤波后波形成正反馈电压加到U101的7脚,从而维持振荡电路工作,使开关电源进入正常的工作状态。场效应管作为该电路中的脉冲放大器件,用于实现开关振荡的功能。
20个经典模拟电路(12)场效应管放大电路
1 场效应管的分类,特点,结构,
场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的,所以又称之为电压控制型器件。它工作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电,故也叫单极型半导体三极管。它具有很高的输入电阻,能满足高内阻信号源对放大电路和要求,是较理想的前置级器件。它还具有热稳定性好,功耗低,噪声低,制造工艺简单,便于集成等特点。
转移特性和输出特性曲线:
2 场效应放大电路的特点:
1)场效应管是一种电压控制器件,即通过UGS控制ID
2)场效应管输入端几乎没有电流,所以其直流输入电阻和交流输入电阻都非常高。
3 )由于场效应管是利用多数载流子导电的,因此,与双极性三极管相比,具有噪声小,受幅射的影响小、热稳定性较好而且存在零温度系数点等特性。
4 )由于场效应管的结构对称,有时漏极和源极可以互换使用,而各项指标基本上不受影响,因此应用时比较方便灵活。结型场效应管漏极和源极可以互换使用,但栅源电压不能接反;衬底单独引出的MOS管漏极和源极可以互换使用,NMOS管衬底连电路最低电位,PMOS管衬底连电路最高电位。MOS管在使用时,常把衬底和源极连在一起,这时漏极、源极不能互换。
5)场效应管的制造工艺简单,有利于大规模集成。
6)由于MOS场效应管的输入电阻可高达1015Ω,因此由外界静电感应所产生的电荷不易泄漏,而栅极上的SiO2绝缘层又很薄,这将在栅极上产生很高有电场强度,易引进绝缘层击穿而损坏管子。应在栅极加有二极管或稳压管保护电路。
7)场效应管的跨导很小,当组成放大电路时,在相同的负载电阻下,电压放大倍数比双极型三极管低。
3 场效应放大电路的应用场合:
MOS管与结型管相比开关特性更好。结型场效应管主要用途是在模拟电路中用做放大元件,既可作分立元件使用,也可制作成集成电路。
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