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结型场效应管

目前,结型场效应管在当代的应用可谓是越来越广泛,结型场效应管是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解结型场效应管。  ---查看全文 >>

关键字:结型 场效应 

结型场效应管

目前,结型场效应管在当代的应用可谓是越来越广泛,结型场效应管是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解结型场效应管。
结型场效应管简介:

   结型场效应管分为N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管两种。

在一块N型(或P型)半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P型区(或N型区),就形成两个不对称的PN结。把两个P区(或N区)并联在一起,引出一个电极,称为栅极(g),在N型(或P型)半导体的两端各引出一个电极,分别称为源极(s)和漏极(d)。夹在两个PN结中间的N区(或P 区)是电流的通道,称为导电沟道(简称沟道)。这种结构的管子称为N沟道(或P沟道)结型场效应管。

由于结型场效应管的栅极输入电流iG>>0,因此很少应用输入特性,常用的特性曲线有输出特性曲线和转移特性曲线。


结型场效应管图:

结型场效应管

结型场效应管图

 

结型场效应管的管脚识别:


  结型场效应管的管脚识别2009年06月18日星期四19:00判定栅极G:将万用表拨至R×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道。

判定源极S、漏极D:在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别 S极与D极.用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极。

结型场效应管解析:


1. 夹断区域(截止) 当|Ugs|>|Ugs(off)|时候id几乎等于0;
2.击穿区域:当Uds达到一定的程度的电压时候栅—漏间耗尽层破坏,id骤然增大

  3.可变电阻区域(非饱和):当Uds=0或者很小的时候,耗尽层几乎不受漏源间电压的影响,只受到栅源间电压的影响,当|Ugs|曾大时,耗尽曾跟着增宽,体现在电气特性上就是漏源之间的电阻增大;这就是预夹断之间的特性;

4.恒流特性(饱和):预夹断以后到夹断之间的电气特性,当Ugs电压为一个在 Ugs(off)~~0v范围内的一个定值,则电流id并不随Uds的变化而变化,电压Uds的增加的同时耗尽层也在增加,即DS之间的电阻也在增加,id=Uds/Rds 从而体现出来的特性就是id是一恒定的值(有小幅度的增加,但是基本恒定),此管若用作放大管用需要工作在此区间,原因是:在此区间Uds对电流的影响是很小的(恒流特性),它可以看成是只受到Ugs控制的电流源,当Uds在此区间一定时,电流随|Ugs|曾大而增大,所以他是电压控制电流的放大元件(三极管是电流控制电流的放大元件);

N沟道结型场效应管的结构和符号:

  结型场效应管是一种利用耗尽层宽度改变导电沟道的宽窄来控制漏极电流的大小 的器件。它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结,形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。P区即为栅极g(G),N型硅的一端是漏极d(D),另一 端是源极s(S)。

  箭头方向表示栅结正偏或正偏时栅极电流方向。

N沟道结型场效应管结构动画

 

(1)VGS对导电沟道的影响:

  (a) VGS=0,VDS=0,ID=0 

  VP(VGS(OFF) ):夹断电压栅源之间是反偏的PN结,RGS>107Ω,所以IG=0
 

 

 

      (b) 0<│VGS│< │VP│       (c) |VGS | = │VP│ ,

      │VGS│↑→耗尽层变宽        导电沟道被全夹断

(2)VDS>0 但|VGS-VDS| < | VP | ,时



 

 

(a) VDS增加,d端电位高,s端电位低,导电沟道内存在电位梯度,所以耗尽层上端变宽。
VDS↑→ ID ↑

 

 

 

 

 

(b)| VGS- VDS | = | VP |时,导电沟道在a点相遇,沟道被夹断。

VGS=0时,产生夹断时的ID称为漏极饱和电流IDSS

 

 

 

 

 

 

 

(c) VDS↑→夹端长度↑场强↑→ ID=IDSS基本不变。

 

 

 

 

输出特性: 表示VGS一定时,iD与VDS之间的变化关系。

  结型场效应管的输出特性动画

 

(1) 截止区(夹断区)
如果VP= -4V,
VGS= -4V以下区域就是截止区
VGS≤ VP   ID=0

 

 

 

 

 

(2) 放大区(恒流区)产生夹断后,VDS增
大,ID不变的区域

  │VGS -VDS │≥│VP│

   VDS↑→ID不变

  处于恒流区的场效应管相当于一个压控电流源

 

 

 


 

(2) 饱和区(可变电阻区)

  未产生夹断时,VDS增大,ID随着增大的区域

  │VGS -VDS│≤│VP│  VDS↑→ID

  处于饱和区的场效应管相当于一个压控可变电阻

 

  结型效应管的工作原理动画

 

  转移特性 : 表示vDS一定时,iD与vGS之间的变化关系。

           场效应管的转移特性曲线动画

 

  转移特性描述了在VDS一定时,VGS对iD的控制作用。可直接从输出特性曲线上做图求出。


  当|VGS - VDS |≥ | VP |后,管子工作在恒流区,VDS对iD的影响很小。实验证明,当|VGS - VDS |≥ | VP | 时,iD可近似表示为:

 
综上所述,本文已为讲解结型场效应管,相信大家对结型场效应管的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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基础知识
http://baike.cntronics.com/abc?page=100

场效应管工作原理
http://bbs.cntronics.com/thread-212014-1-1.html


基础知识
http://baike.cntronics.com/abc?page=167


本文链接:http://baike.cntronics.com/abc/1315

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