场效应管经验总结

半导体

场效应管
这种器件也是有PN结构成的，它几乎只利用半导体中的一种载流子来导电，故又称单极性晶体管。特点是输入电阻高，有10^7~10^15欧，所以外部的电压几乎全部会加在管子内部，而不用考虑外部电源内阻。还有其它的体积小，重量轻，寿命长等瞎掰的没用的优点。

场效应管分为结型场效应管JFET和绝缘栅场效应管IGFET。这两种管子的区别嘛，就看看大牛们的解释吧，
根据参与导电的载流子的种类不同，可以分为N沟道场效应管（电子为载流子），P沟道场效应管（空穴为载流子）。

绝缘栅场效应管有四种类型：N沟道增强型MOSFET、N沟道耗尽型MOSFET、P沟道增强型MOSFET、P沟道耗尽型MOSFET。

N沟道增强型

结构就如图，不说了。栅极和衬底各相当于一个极板，中间是绝缘层，形成电容，所以由于栅极是绝缘的，栅极的电流几乎为0，栅极电阻Rgs很大。这种管子主要是靠在GS上加电压，来控制流入D的电流Id。在Ugs=0V时，Id=0A；只有当Ugs>Ugs(th)（开启电压）后，若有Uds，才会有漏极电流，这就是增强型MOS管。
首先只有当Ugs>Ugs(th)时管子才导通，当Ugs>Ugs(th)时，且Ugs=const时，分几种情况
（1）Uds比较小，Ugd=Ugs-Uds>Ugs(th)，就是d点的电位比g点低Ugs(th)以上，这时Id随Uds的增加而增加。（2）当Uds增加到Ugd=Ugs(th)时，沟道在漏极一侧会出现夹断点，称为夹断区，这时电流Id不在岁Uds的变化而变化，只取决于Ugs的大小。Ugs越大，Id越大。
输出特性
根据公式Id=f(Uds)|Ugs=const可以看出，N沟道增强型有3个工作区域：可变电阻区，恒流区，截止区。
1.可变电阻区：就是上面第一种情况，Ugs>Ugs(th)，三极管已经开启，但是d点的点位低于g点Ugs(th)以下。Id随Uds的增加近似线性增加，就像是一个电阻，对应于不同Ugs，该等效电阻的大小也不一样，Ugs越大，电阻越小，电流增加越快。
2.恒流区：就是Uds增加到使Ugd=Ugs(th)时的情况，电流不再随Uds的增加而增加，Id由Ugs决定，相当于双极型晶体管的线性放大区。
3.截止区：很好理解，Ugs
另外，当Uds增加到一定程度，管子会被击穿，漏极电流迅速增大，此时为击穿区，应该避免。
转移特性
即漏极电压Uds为常数是的情况。这时只要Uds不要太小，管子基本处于恒流区，在不同Uds下，转移特性曲线基本重合，如图

Id=Ido（Ugs/Ugs(th)-1）^2，其中，Ido是Ugs=2Ugs(th)时的值。

N沟道耗尽型
只是在sio2绝缘层中加入了正离子，得到的效果是，Ugs>0，就会有漏极电流。当Ugs=0时的漏极电流称为饱和漏极电流，用Idss表示。当Ugs>0，Ugs增加，Id增加；但Ugs<0，|Ugs|减小，Id减小。对应的Id=0时的Ugs称为夹断电压，用Ugs(off)表示。

Id=Idss(1-Ugs/Ugs(off))^2

P沟道增强型的开启电压Ugs(th)<0,当Ugs0，Ugs可在正负值得一顶范围内实现对Id的控制。

找了两个图，不知表达怎么样？（只有两种，一种N，一种P）
N沟道结场效应管原理如下，P反之。
在栅极与源极间需要加一负电压（Ugs<0），ig=0。
（1）栅极电源对漏极电流Id的控制作用
当Uds=0时。当Ugs=0，管子内部存在最大导通沟道（最宽），但是由于Uds=0，不存在电场，所以漏极和栅极之间没有电流；当Ugs<0时，PN结反偏，耗尽层加厚，沟道变窄；当Uds小到一定程度，沟道被封死。
从上面可以看出，Ugs可以改变导通沟道的宽窄（就是改变沟道电阻的大小），若在漏极加上电压Uds，就可以根据沟道电阻的大小，改变Id的大小，所以在Uds确定的情况下，Id有Ugs决定。|Ugs|越大，导通沟道越窄，电流越小。
（2）漏极电压Uds对漏极电流Id的影响
当Ugs确定时（只要导通沟道不完全关闭，即Ugs>夹断电压），增大Uds，会使栅极和漏极之间的耗尽层变厚，当Uds较小时，导通沟道一直存在，Uds增加，电场强度增加，电流Id增加；当Uds增加到使Ugd=Ugs(off)时，达到截止电压，这时导通沟道关闭，Id按理会减小，但是由于Uds增加，电场增加，会使Id增大，实际上会使两者抵消，所以当Ugd

场效应管的主要参数
直流参数
1.开启电压Ugs(th)/UT：是在Uds为const时，使Id出现的最小Ugs。N增强型Ugs(th)>0，当Ugs>Ugs(th)，场效应管导通；P增强型Ugs(th)<0，当Ugs
2.夹断电压Ugs(off)/Up：N沟道Ugs(off)<0，当Ugs0，当Ugs>Ugs(th)，场效应管夹断，导通沟道夹断，没有Id。
3.饱和漏极电流Idss：耗尽型或结型场效应管，当Ugs=0时的Id漏极电流。
4.直流输入电阻Rgs：栅极和源极之间的电阻，反正很大就是了。
交流参数
低频跨导gm
低频跨导反映了栅极电压Ugs对漏极电流Id的控制作用的强弱。

黄辉 · 2019-6-25 07:40:44

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李秋年 · 2019-6-25 07:46:44

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王玉梅 · 2019-6-25 07:51:48

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任迎新 · 2019-6-25 08:00:55

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