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小模电重难点——场效应管

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发表于 2024-3-21 21:29:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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~~~
$ j' ^$ k2 j& J; [" [) i

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8 `3 a5 G3 a; t* W
Field Effect Transistor1 _3 S- p: i! d% k

: L9 p$ n, |8 y0 i2 A" z, ~7 N) A* @, g) j* w
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) ]
$ ]% w) d  B0 r' r3 R0 |

5 V" g+ `/ _- L  N( D* P! a

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9 O# M) `- k, R: |6 I
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MOSFETP沟道增强型MOSFETN沟道耗尽型MOSFETP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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) C$ _7 N; m& o9 m
2 @3 i5 k, R; n: w$ M! o& ]& M/ bField Effect Transistor
, l6 Y/ A' ?- _! E7 F' a
% Z5 ~+ Z) G' K4 h6 [3 Y
6 T$ q$ ~( w; I; }& A  U
* p/ \5 y* A- ?1 f% y重点二  N沟道增强型MOSFET的工作原理
, ~2 |4 {5 j$ {. B* S
5 p7 _' s2 e9 A2 H5 w! m1 \; J" `. Z4 Q
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
! U5 N: w% I) m* Y- A0 c  g# T$ \% y2 [/ s" f5 e8 ~
6 U- v0 c" r; s+ e
重点三  N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线$ [2 Y/ Y! k+ G9 \  H
# P* A0 p" C2 w% h
* 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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+ f/ W7 |" E& g

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' U" r7 H9 V9 t2 d" `3 |
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
: b! n5 w4 C$ B7 Y( m- R4 Z; ]7 t% Y& r0 b8 Z; s# o% D7 p  ^* s
转移特性曲线
  b1 {0 f8 N& f2 K

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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
. {+ `, E* G2 y# [# g/ K  P7 s; KField Effect Transistor
; 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(????)
" u/ O  w- L+ K  x

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2 u1 f; w5 g3 l5 S
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