場(chǎng)效應(yīng)管詳解-場(chǎng)效應(yīng)管的作用是什么 到底好在哪里-KIA MOS管
信息來(lái)源:本站 日期:2019-11-25
說(shuō)到場(chǎng)效應(yīng)管,它到底有什么作用,到底好在哪些地方呢?這也是這篇文章要講的,現(xiàn)在我們來(lái)看看場(chǎng)效應(yīng)管的簡(jiǎn)介,它主要有兩種類型:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(metal-oxide semiconductor FET,簡(jiǎn)稱MOS-FET)。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管。
它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高(107~1015Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。
場(chǎng)效應(yīng)管(FET)是利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件,并以此命名。
由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,又稱單極型晶體管。FET 英文為Field Effect Transistor,簡(jiǎn)寫成FET。
場(chǎng)效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù),但普通運(yùn)用時(shí)只需關(guān)注以下主要參數(shù):飽和漏源電流IDSS夾斷電壓Up,(結(jié)型管和耗盡型絕緣柵管,或開(kāi)啟電壓UT(加強(qiáng)型絕緣柵管)、跨導(dǎo)gm、漏源擊穿電壓BUDS、最大耗散功率PDSM和最大漏源電流IDSM。
(1)飽和漏源電流
飽和漏源電流IDSS是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時(shí)的漏源電流。
(2)夾斷電壓
夾斷電壓UP是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。如同4-25所示為N溝道管的UGS一ID曲線,可明白看出IDSS和UP的意義。如圖4-26所示為P溝道管的UGS-ID曲線。
(3)開(kāi)啟電壓
開(kāi)啟電壓UT是指加強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中,使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。如圖4-27所示為N溝道管的UGS-ID曲線,可明白看出UT的意義。如圖4-28所示為P溝道管的UGS-ID曲線。
(4)跨導(dǎo)
跨導(dǎo)gm是表示柵源電壓UGS對(duì)漏極電流ID的控制才能,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。9m是權(quán)衡場(chǎng)效應(yīng)管放大才能的重要參數(shù)。
(5)漏源擊穿電壓
漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能接受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù),加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必需小于BUDS。
(6)最大耗散功率
最大耗散功率PDSM也是—項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。運(yùn)用時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)踐功耗應(yīng)小于PDSM并留有—定余量。
(7)最大漏源電流
最大漏源電流IDSM是另一項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí),漏源間所允許經(jīng)過(guò)的最大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超越IDSM。
場(chǎng)效應(yīng)管的作用如下:
1.場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
2.場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
3.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。
4.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
5.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān)。
6.場(chǎng)效應(yīng)管在電路設(shè)計(jì)上的靈活性大。柵偏壓可正可負(fù)可零,三極管只能在正向偏置下工作,電子管只能在負(fù)偏壓下工作。另外輸入阻抗高,可以減輕信號(hào)源負(fù)載,易于跟前級(jí)匹配。
場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下,應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管;而在信號(hào)電壓較低,又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下,應(yīng)選用晶體管。
場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是既有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電,被稱之為雙極型器件。
有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比晶體管好。
場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
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