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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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, X7 _3 h1 f1 s" F7 S9 N  l3 y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~~~1 C2 g" H8 ^2 P( U) e- E0 P+ `8 f' J

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8 ~: p. [( P5 Z5 `' DField Effect Transistor  Y2 D3 b7 ]6 R' V8 r: F3 K' ^

& W4 P! c7 D5 R; S+ a
- N+ ~9 R3 x! H7 e0 J0 k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- N. M; [7 N2 R- H
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)4 c. t& P0 f- y$ e, |9 I
视频只作为科普,视频来源于网络: O" {+ t( q$ v0 S+ _$ [5 m+ F
重点一     FET的分类7 g5 A" x- E0 k- `6 {! L

) c+ j# ~8 U7 K- F% s
1 g7 b: M1 k9 `" D5 ]) M* b

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8 U+ B3 k8 J2 l8 ~! y5 MJFET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
+ f9 [  H  W, Z+ g% q

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6 A) A" Q5 d( I' }8 V5 @1 u2 _$ V# L+ u! s) N1 j" b
Field Effect Transistor
' @' [! o. N0 ^  v/ {4 O1 o- s/ v
6 F6 M6 _) l$ L. H
' k! s- N, ?2 {0 ]  t' M
重点二  N沟道增强型MOSFET的工作原理" @9 m; ^4 W5 U; Y

, _6 U( o6 i' V; I* G8 b5 }$ c* j9 z, v
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
  e0 ]# U- G' j% N; I; H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0 B- z+ J+ K3 ~2 u8 m4 y# Z
第二,增强型MOS管的结构特点是最开始没有导电沟道
  ?* F$ M5 Z7 D; g% i; |8 H' J

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3 z0 f, ^5 i0 |3 ]5 r
VGS对沟道的影响+ A- h! c2 a8 |) ^8 C
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) t. h( H& e0 K! a5 a' F4 u
4 E  a9 g2 k1 V& _: g8 R, |$ \3 [
VDS对ID的影响
: u! q3 s: q- s2 L, ?9 z' a* a漏源电压在MOS管有了导电沟道之后开始起作用。0 p0 I: T& H9 O3 ^  j! y; O$ `
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. {" [: t9 s" d8 w$ U# \  y# E) D+ ]) H- Q

5 h9 L: Q' y6 B/ |; |; ?, ^5 g; q  P4 \3 @. \8 z; t
重点三  N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线
7 t$ ^9 G0 R0 l% Y+ e9 l9 q) V( |& j3 W  X# ^
  o% S* K, _# }5 [% m+ ?9 V2 D
2 f4 c4 a5 w! J3 I8 ~
输出特性曲线
" P$ M+ n3 d( E7 |  H1 b

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- i$ Y9 B. v& V. X" }+ m4 c7 U

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# G, h& y1 L8 q漏源电压用于区分可变电阻区和恒流区
  V4 c7 p) h9 @  a/ Y% l0~(VGS-VT)之间是可变电阻区0 X% S+ L; n- ~
大于(VGS-VT)是恒流区
& x* t! O5 x3 A; A( @
* x, v0 m- L2 j% a转移特性曲线; o6 O# [2 j; X/ X' ^- o

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* M5 ]4 N8 ^6 C9 XQ??: 为何FET不画输入特性曲线?  Q- O2 V' X5 x! K* d* v% O
A??:因为MOS管的输入电流,也就是栅极电流一直等于0
3 M1 d9 H% m) ~- Q/ h$ e' X& ~

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. k1 |$ H2 i& o- M5 V. P栅源电压决定MOS管是否工作,/ i8 S5 z6 u/ }$ b, l% E9 B, j3 @$ g
VGS,电流为零,导电沟道没有形成,管子截止8 l3 |4 w; a3 |8 y- j: N
VGS≥VT,有了导电沟道,漏源才导通: `6 A+ L: N) I
Field Effect Transistor
9 E4 G# m% Q- Z, y# R2 R( G: d  s" C  M: J1 K% [3 N

* U* `. Q  Q; v
; M' A: b) A. C) N' U& D难点  四种场效应管的特性比较
3 m) c6 P9 C  z; _+ ]6 u$ @4 L/ x. P) E/ w( K7 i6 U$ C

6 [0 v' U- M  r, L+ C1 F0 k' ?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。  x6 O8 j4 q; A# S2 [
" G4 N6 \3 @, @2 U
N沟道MOS管 正常工作要求VDS>0
9 }& g# W" K# I2 k# P) h% v

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7 m' m. L+ u! V! b# z
# q& H" v/ ~) E" O, d  ^P沟道MOS管 正常工作要求VDS* |- e4 \9 B# g7 z- Q) I

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/ h) J7 L) _* P9 ~6 pQ: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?. c# |$ e+ n+ _
A:先区分N沟道和P沟道
0 ^1 w$ V( r2 s; f4 C! \! R# @. Z0 ^看VDS,6 R+ E* `, L) X. n" H9 v
VDS是正值为N沟道;VDS是负值为P沟道$ P% v: I& ^1 Q% D) F
A: 后区分增强型和耗尽型
9 `% M% \9 f( I! o% ?. G" T看输出特性曲线中是否有VGS=0的那条曲线, b, X6 P  ?$ A1 x- W6 N6 M9 {
有VGS=0的曲线,为耗尽型1 `- o, n. p' M$ t" c
无VGS=0的曲线,为增强型% U8 C  L- u" W. e
懂了吗?????????????
0 P) y, m( p3 l( Y: Q5 M5 }现学现用,留言区里等着各位哦????????
" l  R5 V* t1 v3 F% g

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2 J+ N4 y# P* u8 F, k
互动题
  ]' q, C+ @0 u# x6 [% k/ k7 C 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。
: V8 x# o/ Z1 V7 E1 r) w

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  k6 U" g" s% k* H# t
看看谁是第一个回答出来的(????); u6 ~0 x" m; `8 C1 g

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" f0 X1 Z1 R; a7 y! ^· END·
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