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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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' e$ z! c- q0 s
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~~~
( i$ Q$ u2 K% S$ B8 J8 t* K

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5 K$ v  D' e# F2 fField Effect Transistor
. v& X, ]1 Z: S* h# p/ U9 ]2 R9 `6 O) l  p! U/ N6 d* p
/ {' r& `6 V% C$ \6 f
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。8 ^0 E: I) O$ w2 P( K
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)
3 E, V" J$ e" Q# |8 P视频只作为科普,视频来源于网络& d& V3 Y: G9 p; ?+ D
重点一     FET的分类# b0 S+ _4 j0 G

" k; Y) s! j3 y1 w& J" B  A
9 ?5 `% Q8 q2 }& \: i4 ~$ [# C6 |/ f

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6 k1 |0 k  m* |( hJFET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4 f, m" Y) k$ q4 |

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* A" w# I  D$ V2 p, L8 E* y% Q; _: C  t: c
Field Effect Transistor( b' L9 `/ g9 |# R% j: b1 w
1 T5 ]1 m) u( m# L# l

+ b* I( Q- a% W4 D1 n. o7 j: y( F0 s% U( c% [5 _+ i( {7 R
重点二  N沟道增强型MOSFET的工作原理
; N% K& }5 [& J, b" i
9 ]. d! m- }- T/ X+ b$ T
- i, N4 A# W+ z" j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1 }: d; f( g: L3 i$ `2 q% {) a; g* {( T
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
7 u8 G) B5 ]5 y! R第二,增强型MOS管的结构特点是最开始没有导电沟道5 e- U8 s6 ~- g7 ]

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1 L4 d1 Q" ~! V  _. FVGS对沟道的影响% n, @0 M. g& s# g, [
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
2 ]' I) e* t% o8 F" C  g
: D$ _( k: K' M+ X) g. q; aVDS对ID的影响9 \3 `2 E+ X- |4 o% c9 K6 Y
漏源电压在MOS管有了导电沟道之后开始起作用。& G. [2 B5 `1 q
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 Transistor8 ]( w; m# {% f5 W" [$ s- J
! ^" e* B, u  {& l2 S. C4 j% T, P8 P

" l$ e4 @' W' l, |" M1 d  M重点三  N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线7 u. O, q3 f  |9 C) i+ e: q
7 ?$ o; ?6 S3 s. E. b
4 h6 x8 D) a8 N( G: Q
) i/ z0 d, v- s8 t' L" p
输出特性曲线
# R; K/ _/ [9 y+ W3 s+ k

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; T7 O) d6 P: G+ f# s5 o

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  j# \! [9 C0 p! B漏源电压用于区分可变电阻区和恒流区
- r* P) Z' D2 z+ U$ V+ _0~(VGS-VT)之间是可变电阻区
8 e$ {7 s, H; g大于(VGS-VT)是恒流区2 J7 K: ?/ w9 h  |

, O. E; ?8 U. W( |转移特性曲线
/ P0 }' U" ?9 G" @9 j3 ?

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" r9 C% t& ~, V% ^1 j3 a" ]' _
Q??: 为何FET不画输入特性曲线?7 W& w: N# P, s
A??:因为MOS管的输入电流,也就是栅极电流一直等于0& Y" d1 |7 S* p3 |% L

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& i( ^- X- D0 b2 d2 H栅源电压决定MOS管是否工作,
! ?  q( s4 r, l8 `' I' U, c5 rVGS,电流为零,导电沟道没有形成,管子截止
$ q$ d' y+ S; t$ eVGS≥VT,有了导电沟道,漏源才导通
: I7 B" X: W. E+ ^! X. z/ JField Effect Transistor
: v' x' v- r& d. o
6 C9 I% y- M& _" u& {  @0 Q
- }! c5 x+ a+ t# [, v3 m" q( z; a- b. p+ o) \/ q
难点  四种场效应管的特性比较8 F$ L# W$ e2 i2 N
2 v1 q& |; f7 \

1 @; M; A7 X4 I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。+ u# a; s7 b) j  ~$ O' k

5 e3 G3 \0 d' _! z4 G/ ON沟道MOS管 正常工作要求VDS>0) ^) O& E* ^/ ~

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$ ^3 Y" R: Z8 H

8 n2 ~6 L% B+ U0 m8 |P沟道MOS管 正常工作要求VDS. |( t( o7 H( _

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, E- b9 J# E, A; f: ?4 F1 rQ: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?% O* Q) W  m9 V7 }* s. {4 N) L5 E& D- Z
A:先区分N沟道和P沟道
% _; X  C$ y7 ?, B( ?看VDS,
1 R0 ^7 u" V2 @, q+ uVDS是正值为N沟道;VDS是负值为P沟道# `7 V* {" M2 V- j' Z. _
A: 后区分增强型和耗尽型3 _$ n3 f5 Q4 ^6 U/ u# U6 N0 m
看输出特性曲线中是否有VGS=0的那条曲线$ {1 n2 }) S( }) _* w* T
有VGS=0的曲线,为耗尽型) J% O3 X6 j+ e) b, \4 |2 [
无VGS=0的曲线,为增强型
5 k. z1 g5 p. z6 f+ E( }懂了吗?????????????- Z" M4 y; x7 j9 S5 [
现学现用,留言区里等着各位哦????????0 d9 I0 b( Z# F0 E7 w

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4 z- Z/ T+ _1 V9 s
互动题1 j1 u' a6 a( k' F5 z$ p  H( w0 j
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。
, @( p# g9 k7 s0 j* m

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: E! e0 D1 c# {% d* ]
看看谁是第一个回答出来的(????). i+ @' q+ Q7 Y+ t9 B( H7 H

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! s/ v. C1 r# G$ R* I, u
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