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6 d1 j9 @1 ^9 D. N0 u. F1 {8 h2 M半导体三极管中参与导电的有两种极性的载流子,所以也称为双极型三极管。本文将介绍另一种三极管,这种三极管只有一种载流子参与导电,所以也称为单极型三极管,因为这种管子是利用电场效应控制电流的,所以也叫场效应三极管(FET),简称场效应管。, I. a8 m; ]$ m! R! z$ @! R0 ?
场效应管可以分成两大类,一类是结型场效应管(JFET),另一类是绝缘栅场效应管(MOSFET)。; M4 E* ^: S1 @9 |7 t) I% |5 B5 J
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4 i. S# E2 _; g+ n在如果你在某宝里搜索“场效应管”你会发现,搜索出来的基本上是绝缘栅场效应管。6 b& T4 x& o# x0 X$ C' X9 ]
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$ p/ ~% T/ J1 b* [2 g即使搜索“结型场效应管”,出来的也只有几种,你是不是怀疑结型场效应管已经被人类抛弃了的感觉,没错,JFET相对来说是比较少使用的,如果你问百度,百度貌似也无法回答你这个问题。
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' b* P {2 y" ^$ Y2 d0 N欢迎知道原因的朋友留言分享一下,为什么结型场效应管比较少使用?
& R7 ?3 _4 T+ ]. R下面我们就跳过JFET,来点实际的,还是直接分享绝缘栅场效应管的相关基础知识吧。
i& ]% U2 k3 i% k绝缘栅场效应管中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管,由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离,所以又叫绝缘栅场效应管,英文简称是MOSFET,一般也简称为MOS管。
) X9 F$ y; L- W/ g( } N& ^5 y mMOSFET的输入电阻很高,高达109Ω以上,从导电沟道来分,可以分为N沟道和P沟道两种,无论是N沟道还是P沟道,又可以分为增强型和耗尽型。 s5 L3 @/ [8 x7 n9 O- j! l9 l
N沟道的MOS管通常也简称为NMOS,P沟道的MOS管简称为PMOS。' q1 d- S: e- ]" @/ p
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3 t" q9 M2 L* y+ L. Z& U▲ MOS管种类" X: }, F9 L S+ n$ k; [* [
MOS管共有3个脚,栅极G,漏极D,源极S,通常情况下,MOS管的衬底是跟S极在管子内部是连接在一起的,而且,MOS管的D极和S极之间一般会有一个寄生二极管,所以,你见到的MOS管的符号通常是画成下面这样的。9 A+ v( a7 q' v; z2 P
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( x! c3 @% S5 H1 M) l# y) p: D▲ MOS管符号通常是画成这样的
) Y" |% z$ @3 k+ ?2 A仔细观察的朋友可以发现,无论是N沟道还是P沟道,寄生二极管的方向总是跟箭头的方向是一致的。
% Q- F) b) S w其实在一般使用中,更多是使用N沟道增强型或者P沟道增强型MOS管,耗尽型的管子是比较少使用到的。3 O6 q/ \' n- d5 A7 u- J8 p
那么,如何使用MOS管做电子开关?比如用来驱动LED?
+ ], t$ u% b0 i2 s8 `0 H6 }) \先来两个图。. y4 \2 u: G Q( P o" h! s
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▲ MOS管做电子开关的简单应用
+ @& C9 V8 r3 {) l& Z一般认为MOS管导通是不需要电流,只要UGS提供一定的电压就可以导通了。
8 F- g! j( u2 @# q6 K" [对于N沟道增强型的MOS管,当UGS大于一定值时就会导通,这里所说的“一定值”是指开启电压UGS(th),N沟道增强型UGS(th)一般是2~4V之间。
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, j9 ^9 C* a7 v6 }$ A9 x! R0 L对于P沟道增强型的MOS管,当UGS小于一定值时就会导通,P沟道增强型UGS(th)一般是-2~-4V之间。4 [) @- J0 I) p8 U7 D4 i/ s
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( O( o" y; T2 n$ J如果UGS达不到相应的电压值,MOS就无法导通,所以说MOS管是电压控制型元件。
, t# r" Q# n; M+ o' E- {* O可能会有朋友问,电路图中的电阻Rgs有什么作用?, A" ^! d" W6 U. q9 p; P) a
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是这样的,在MOS管内部结构里,G极与D极、S极实际上是有一层绝缘层二氧化硅进行隔离的,这就相当于存在一个电容器。$ _+ X2 W- w: `$ D3 H, ^
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) b: W" _0 v& d0 s" u* A这些寄生电容是无法避免的,电容的大小由MOS管的结构、材料、所加的电压决定。5 o- x7 Z! V& V1 `" Q' `) T, ^
如果上面的电路图没有电阻Rgs的,电路将会变成怎样呢,下面以图1为例,做个小实验。$ N: |+ w: d4 P7 g3 q7 B0 X ~9 G
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" b7 e4 o3 c; P7 A) Y没有电阻Rgs时,在G极接上5V控制信号,相当于给寄生电容Cgs进行充电,即使撤去G极上的控制电压,G极上也有电容的电压存在,所以MOS仍然是导通的。
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当有G、S两极有电阻Rgs时,当G极撤去5V信号,电阻Rgs可以把寄生电容Cgs上的电压进行释放,所以MOS就截止了。. C3 p2 k3 E1 Y* f8 d O
所以,上面电路加入电阻Rgs,可以对电容的电压进行及时的释放,这样有利于提高电路的可靠性,可以避免G极没有控制信号时误动作。# {! h7 Y+ c, c" I6 a
MOS管具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性,在电路中,可以用作放大器、电子开关等用途。MOS管相关的知识还有很多,以后再跟大家讨论。
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