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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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: g; F6 s" m, S. w+ F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~~~; q$ x5 [( E% a% p! F% t4 O

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4 H( |3 z  l- ~$ @2 z$ Q! IField Effect Transistor
1 P( ]- Y7 M" `& ^+ W) ^7 k3 q1 b9 u# ~5 E! l' g/ ~

8 U) v8 f/ Z5 L. |& {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。
  p, F8 T) J1 J8 r" u' u9 C! n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 D% V' C0 i' H/ n( y0 J
视频只作为科普,视频来源于网络& h: _( d* k0 x  _, w' R4 k
重点一     FET的分类
  y1 G, q. ~2 A( `" w: A# l$ N. G2 \8 b/ q
+ A$ Z* H& N/ w; E; ?

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. ?" S1 u" n& P" i3 _
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+ c# A# P7 n; @9 C9 T% u  g- L& g, x

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2 k/ [; r( P1 e) M' }; |( }4 h, `" Y  O! n8 Q5 [
Field Effect Transistor$ }8 ^9 I% b  q" N, l

9 v; n) {% `9 @- F# Q2 o. G( k1 Q
" @- K) i$ {6 n( Z2 J6 b4 u3 ?/ w; @0 F0 @# X3 ?: k
重点二  N沟道增强型MOSFET的工作原理
! `, _, w7 {* m# h, p& R
+ J' }' c) W( p3 r6 b9 ]; Z. D9 d. q( r- L
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
" W; T: O  Q" z1 ]0 \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
' }) \- P% X9 d' o4 q第二,增强型MOS管的结构特点是最开始没有导电沟道
9 n4 U- f9 w' l3 B) B

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5 I8 O- ?. t$ }, F
VGS对沟道的影响
2 J% r4 a! P/ X6 vVGS=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6 z& e/ O# ~( O# U

! A, U5 ]2 y% Z- v1 U- yVDS对ID的影响3 Y! \% z$ }. g, x% C6 ]; o
漏源电压在MOS管有了导电沟道之后开始起作用。
* o* e5 |, j. l1 s- M5 U- ?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
) M3 G" h9 _8 w& d/ f3 g0 S
* F8 r- U& C+ y# N; G6 G3 \# T* Y1 O( ^) _7 p6 z
重点三  N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线
, d* y. _- W% n6 K, T. y( b
+ r" N7 b, f7 c1 o
) L+ n9 l( j& _! j9 r# c9 c
4 i% F6 a; C' Q' O9 e输出特性曲线# `+ E( H  m) Y( z; F; k" S' X

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9 A, M. t$ L6 R: l  @$ H6 q

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: M0 ^( M/ z8 c. J$ c/ B( D漏源电压用于区分可变电阻区和恒流区7 I; x: K$ z# H7 {& y
0~(VGS-VT)之间是可变电阻区0 l) P6 {, ~8 a" X7 L
大于(VGS-VT)是恒流区
- A8 A# `" I3 N& E
/ b$ z# F. S) @& m5 P转移特性曲线
3 G* e* f0 A6 i5 i8 I0 @, l2 r

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" _, q9 V% d; @8 hQ??: 为何FET不画输入特性曲线?7 s# m; I" O8 |2 T  |' S: G
A??:因为MOS管的输入电流,也就是栅极电流一直等于01 L3 q/ Y' o6 f9 k

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: Y5 z: w: |0 i8 E; n
栅源电压决定MOS管是否工作,) M; w3 I& E* ?1 V4 e+ b
VGS,电流为零,导电沟道没有形成,管子截止8 k4 d" O! E) H
VGS≥VT,有了导电沟道,漏源才导通
7 F9 ?/ _; E) n$ ZField Effect Transistor' R! H$ P  X9 K1 h

7 p, j. e: `1 f+ h4 G! u# k; A+ @8 ^0 U8 a1 ?( \2 N$ W& Y) F! ~# m

" J, H5 G+ |8 U* t难点  四种场效应管的特性比较
4 f9 i& u% R7 {  y2 t9 ~
! `% y+ L" I& [! x' Z' v
3 H, z+ d2 ~$ T# H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。0 l* h" B" _: Y. N* V
7 X0 q2 N- N. p9 `% {, W% [* G
N沟道MOS管 正常工作要求VDS>07 K5 o2 U6 f! u1 T( k  |. F

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2 g: O$ _( I3 e$ M& q" k) _& w
: Q! n7 g" z" P+ y
P沟道MOS管 正常工作要求VDS! y4 C7 c, o8 z4 j% V# v# \" [

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1 {" w, B9 U, y5 I/ n8 ^
Q: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?! U" M% T3 [4 V4 g- O0 Z
A:先区分N沟道和P沟道, j, k7 [9 g! q! d2 ]: \
看VDS,2 S7 x3 l$ n( z5 v* u1 C
VDS是正值为N沟道;VDS是负值为P沟道0 I/ R. V* i7 N8 X4 G
A: 后区分增强型和耗尽型
. ^1 _* s$ K( O# a7 k1 e看输出特性曲线中是否有VGS=0的那条曲线$ x5 h0 B* w6 e/ ^1 T
有VGS=0的曲线,为耗尽型. c" X6 K4 c0 u/ c) P  _
无VGS=0的曲线,为增强型: N& `3 Y! ~$ r/ A0 J# C  A
懂了吗?????????????
* J* [$ p6 K$ w8 z现学现用,留言区里等着各位哦????????$ R# S  A- W- b2 X2 Q

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- B0 S7 g) E! C7 w% X
互动题
) x" ^" w8 N, _+ H 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。6 x2 k) x* U; A7 [  y9 G

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. p0 u1 @8 W0 s3 C/ \
看看谁是第一个回答出来的(????)
& s& u2 b' N2 V- x: i1 m0 V9 g

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/ n5 ~$ c5 ?& ]# w: U) z' |$ P· END·
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