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一文读懂场效应管的分类、结构以及原理

2022-01-31 08:50分类:电子元器件 阅读:

 

场效晶体三极管(Field Effect Transistor简称(FET))通称场效管,是较新式的半导体器件,运用静电场效用来操纵三极管的电流量,因此而出名。它仅有一种自由电子参加导电性的半导体元器件,是一种用键入工作电压操纵输入输出电流量的半导体元器件。从参加导电性的自由电子来区划,它有电子器件做为自由电子的N断面元器件和空穴做为自由电子的P断面元器件。从场效管的构造来区划,它有结型场效管和绝缘层栅型场效管之分。

1.结型场效管

(1) 结型场效管构造

N断面结型场效管的构造如下图所显示,它是在N型半导体单晶硅片的两边各生产制造一个PN结,产生2个PN结夹着一个N型断面的构造。2个P区即是栅压,N型硅的一端是漏极,另一端是源极。

结型场效管的结构示意图

(2) 结型场效管原理

以N断面为例子表明其原理。

当VGS=0时,在漏、源中间加有一定工作电压时,在漏源间将产生多子的甩尾健身运动,造成漏极电流量。当VGS《0时,PN结反偏,产生耗尽层,漏源间的断面将变小,ID将减少,VGS再次减少,断面再次变小,ID再次减少直到为0。当漏极电流量为零时所相对应的栅源工作电压VGS称之为夹断电压VGS (off)。

(3)结型场效管特点曲线图

结型场效管的性能曲线图有两根,

一是频率特性曲线图(ID=f(VDS)| VGS=变量定义),

二是迁移特点曲线图(ID=f(VGS)|VDS =变量定义)。

N断面结型场效管的性能曲线图如下图所显示。

(a) 漏极频率特性曲线图 (b) 迁移特点曲线图

N断面结型场效管的性能曲线图

2. 绝缘层栅场效三极管的原理

绝缘层栅场效三极管分成:

耗光型→N断面、P断面

加强型→N断面、P断面

(1)N断面耗光型绝缘层栅场效管构造

N断面耗光型的构造和符号如下图(a)所显示,它是在栅压下边的SiO2电缆护套中掺杂了大批量的金属材料共价键。因此当VGS=0时,这种共价键早已磁感应出反型层,产生了断面。因此,只需有漏源工作电压,就会有漏极电流量存有。当VGS》0时,将使ID进一步提升。VGS《0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS (off)表示,有时也用VP表示。

N沟道耗尽型的转移特性曲线如下图(b)所示。

???

(a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线

(2)N沟道增强型绝缘栅场效应管结构

N沟道增强型绝缘栅场效应管,结构与耗尽型类似。但当VGS=0 V时,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时,若VGS》VGS (th)时,产生断面,将漏极和源极沟通交流。假如这时加上漏源工作电压,就可以产生漏极电流量ID。在VGS=0V时ID=0,仅有当VGS》VGS (th)后才会发生漏极电流量,这类MOS管称之为加强型MOS管。

VGS(th)——打开工作电压或阀工作电压;

(3)P断面加强型和耗光型MOSFET

P断面MOSFET的原理与N断面MOSFET完全一致,只不过是导电性的自由电子不一样,供电系统工作电压旋光性不一样罢了。这好似双极型三极管有NPN型和PNP型一样。

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