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: C# I8 @0 }! W C, I一节课认识一种器件,这个速度的确让很多同学招架不住,好在我们还可以课后加餐,睡前重温一下内容~~~
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Field Effect Transistor1 _3 S- p: i! d% k
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场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种利用电场效应控制电流的三端放大器件。它是电子领域的新宠,不仅具有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等特点,而且还有输入阻抗高、噪声低、抗辐射能力强和制造工艺简单等优点。场效应管有两种类型,金属-氧化物-半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor FET,MOSFET)和结型场效应管(Junction FET,JFET)。其中MOSFET在大规模和超大规模集成电路占重要地位。也许在座的有些同学以后工作中会专门研究这个小东西呢。3 w: S/ X- E t5 ?$ k% ]3 u
同样看一个科普视频,直观感受一下MOSFET的原理和应用(字幕中个别字有笔误哦)
6 c. J9 K4 f9 T9 J视频只作为科普,视频来源于网络1 ^% D, t- {' N' q4 L# h' @1 {
重点一 FET的分类* k. W# n4 D" r% v- h A) ]
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JFET应用相对较少,因此咱们就不提了,单MOSFET来看,就有N沟道增强型MOSFET、P沟道增强型MOSFET、N沟道耗尽型MOSFET和P沟道耗尽型MOSFET。我们学这四种也就够了% R( O( d6 H0 S# D' j4 n8 b5 q Y4 H' V
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2 @3 i5 k, R; n: w$ M! o& ]& M/ bField Effect Transistor
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* p/ \5 y* A- ?1 f% y重点二 N沟道增强型MOSFET的工作原理
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场效应管的工作原理和晶体三极管不同,BJT是基极电流控制集电极电流,但MOSFET的栅极是绝缘的,根本没电流,因此需要注意下面两个要点
5 D) N" i$ ], h$ H, N3 y' e第一:需要从它名称出发:电场效应引起电流变化。要牢牢把握的是栅源之间的电压VGS和漏源之间的电压VDS对输出电流ID(沟道)的影响5 N+ U5 b* y7 T* @
第二,增强型MOS管的结构特点是最开始没有导电沟道. H( D) _9 o) {/ H5 G
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x' s! ]9 v. t M- n3 e$ aVGS对沟道的影响! k1 U; x5 _' R
VGS=0时没有导电沟道,直到增加到形成沟道,这时的电压称为开启电压VT,即VGS=VT时,沟道形成,之后VGS越大,沟道越大/ ~& y y: B4 d& H
5 L" \. l) ~# `- \# l6 J9 IVDS对ID的影响9 g! \5 J4 V& d W) \! Z: o
漏源电压在MOS管有了导电沟道之后开始起作用。8 u: z& V. c* i
VDS越大,ID越大,直到VDS=VGS-VT时出现预夹断;预夹断之后,也就是VDS>VGS-VT,VDS增大,ID基本不变Field Effect Transistor
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重点三 N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线$ [2 Y/ Y! k+ G9 \ H
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* e( q) C) u4 V0 y* Z7 `
- A$ A7 s. U3 G8 s4 N- M. S% w输出特性曲线1 W2 `) z4 e+ U D# @; g" A
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漏源电压用于区分可变电阻区和恒流区; B. J" P' Q. G! h
0~(VGS-VT)之间是可变电阻区
8 R# r Z" j9 M; t+ l大于(VGS-VT)是恒流区
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转移特性曲线
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- R. ?' H9 E6 @! k5 \
Q??: 为何FET不画输入特性曲线?* q9 O) x5 R' v
A??:因为MOS管的输入电流,也就是栅极电流一直等于0* a( a8 `1 ]* n! d
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% l0 W: G% e0 K. u栅源电压决定MOS管是否工作,
, u1 c! P5 ?$ ]8 s6 dVGS,电流为零,导电沟道没有形成,管子截止;
4 U& ~$ I9 s. O+ o9 i' NVGS≥VT,有了导电沟道,漏源才导通
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; T4 ]7 b: }* T6 x% _0 D& g$ g( K/ J; z" p8 ]; A
$ v5 R7 p% n, u# s% n/ H
* o# _, U9 f6 H* x/ J难点 四种场效应管的特性比较
- Y5 K- o t& O5 O- g
- h$ Z( z, {. O/ T+ }, F
" \; W( L' @7 c5 ?+ ?注意:耗尽型MOS由于器件内存在原始导电沟道,所以不再需要通过VGS增大到形成导电沟道后,管子才工作,耗尽型管子在VGS=0时就可以工作。而由于开始就有导电沟道,如果VGS减小,沟道会减小,直至等于夹断电压VP时沟道消失。4 M* N* ~% @ h* K8 t
* ^- Z0 ~' ?0 V. Q
N沟道MOS管 正常工作要求VDS>0
* f$ x3 @% R* e
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4 e+ [! F9 t. D6 y& U
- _3 O) T, f. c' Z: qP沟道MOS管 正常工作要求VDS
. a/ d, v, t$ v, Y5 x8 B
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1 ~/ U2 y6 f6 Q, C2 H$ b4 CQ:上述四种MOSFET的输出特性曲线,怎么感觉都差不多呀,应该如何区分呢?6 A2 Z+ a. n8 z$ m S
A:先区分N沟道和P沟道
3 i; o3 t0 k+ P2 h7 Y看VDS,( x6 D' d7 S2 x4 o) D7 G' _! a) M* H
VDS是正值为N沟道;VDS是负值为P沟道
T4 `* @1 l& P _1 a& q1 rA: 后区分增强型和耗尽型$ e/ o0 J8 m( _ |( [/ |
看输出特性曲线中是否有VGS=0的那条曲线4 E9 x' i5 ?9 t# Z& e- z" @; q
有VGS=0的曲线,为耗尽型, W' H* A: @3 R, g+ T
无VGS=0的曲线,为增强型. z3 ~. x, M& F% x0 _( K( i
懂了吗?????????????
) O* n3 c+ \0 r/ a, {6 J现学现用,留言区里等着各位哦???????? _+ `6 x' {7 D3 z4 i
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2 m9 A. b6 M+ [ f互动题
& h& g4 D# m7 `" D; h- b( J: G+ O 已知场效应管的输出特性曲线如下图所示,试判断场效应管的类型并确定夹断电压或开启电压的值。1 ^# r( z- p8 x) j% c5 D: B: m
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; F' z$ Q! x% {2 F9 A看看谁是第一个回答出来的(????)
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