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  • 下面是对场效应管的测量方法  场效应管英文缩写为FET。可分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET),我们平常简称为MOS管。而MOS管又可分为增强型和耗尽型而我们平常主板中常见使用的也就是增强型的MOS管...
  • 场效应管N沟道和P沟道判断方法

    万次阅读 2010-01-24 20:15:00
    场效应管N沟道和P沟道判断方法(1) 场效应管的极性判断,管型判断(如)G极与D极和S极正反向均为∞(2) 场效应管的好坏判断把数字万用表打到二极管档,用两表笔任意触碰场效应管的三只引脚,好的场效应管最终...
    场效应管N沟道和P沟道判断方法
    (1)         场效应管的极性判断,管型判断(如图)
    G极与D极和S极正反向均为∞
    (2)         场效应管的好坏判断
    把数字万用表打到二极管档,用两表笔任意触碰场效应管的三只引脚,好的场效应管最终测量结果只有一次有读数,并且在500左右。如果在最终测量结果中测得只有一次有读数,并且为“0”时,须用表笔短接场效应管识引脚,然后再测量一次,若又测得一组为500左右读数时,此管也为好管。不符合以上规律的场效应管均为坏管。
    场效应管的代换原则(注:只适合主板上场效应管的代换)
    一般主板上采用的场效管大多为绝缘栅型增强型N沟通最多,其次是增强型P沟道,结型管和耗尽型管一般没有,所以在代换时,只须在大小相同的情况下,N沟道代N沟道,P沟道代P沟道即可。

    场效应管及其放大电路:    

    场效应管(MOSFET)是一种外形与普通晶体管相似,但控制特性不同的半导体器件。它的输入电阻可高达1015W,而且制造工艺简单,适用于制造大规模及超大规模集成电路。
        场效应管也称做MOS管,按其结构不同,分为结型场效应晶体管和绝缘栅场效应晶体管两种类型。在本节中只简单介绍后一种场效应晶体管。

        绝缘栅场效应晶体管按其结构不同,分为N沟道和P沟道两种。每种又有增强型和耗尽型两类。下面简单介绍它们的工作原理。
        1.增强型绝缘栅场效应管
        图6-38是N沟道增强型绝缘栅场效应管示意图。
        在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,称做漏极D和源极S如图6-38(a)所示。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏-源极间的绝缘层上再装一个铝电极,称做栅极G。另外在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。它的栅极与其他电极间是绝缘的。图6-38(b)所示是它的符号。其箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。
     

     

    图6-38 N沟道增强型场效应管

        场效应管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数场效应管在出厂前已联结好)。从图6-39(a)可以看出,漏极D和源极S之间被P型存底隔开,则漏极D和源极S之间是两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0时,即使加上漏-源电压UDS,而且不论UDS的极性如何,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流ID≈0。
        若在栅-源极间加上正向电压,即UGS>0,则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场,这个电场能排斥空穴而吸引电子,因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥,剩下不能移动的受主离子(负离子),形成耗尽层,同时P衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。当UGS数值较小,吸引电子的能力不强时,漏-源极之间仍无导电沟道出现,如图6-39(b)所示。UGS增加时,吸引到P衬底表面层的电子就增多,当UGS达到某一数值时,这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层,且与两个N+区相连通,在漏-源极间形成N型导电沟道,其导电类型与P衬底相反,故又称为反型层,如图6-39(c)所示。UGS越大,作用于半导体表面的电场就越强,吸引到P衬底表面的电子就越多,导电沟道越厚,沟道电阻越小。我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压,用UT表示。

     

    图6-39 N沟道增强型场效应管的沟道形成图

        由上述分析可知,N沟道增强型场效应管在UGS<UT时,不能形成导电沟道,场效应管处于截止状态。只有当UGS≥UT时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加上正向电压UDS,才有漏极电流ID产生。而且UGS增大时,沟道变厚,沟道电阻减小,ID增大。这是N沟道增强型场效应管的栅极电压控制的作用,因此,场效应管通常也称为压控三极管。
        N沟道增强型场效应管的输出特性曲线和转移特性曲线如图6-40和图6-41所示。

     

    图6-40 N沟道增强型场效应管的输出特性曲线
    图6-41 N沟道增强型场效应管的转移特性曲线

        2.耗尽型绝缘栅场效应管
        从结构上看,N沟道耗尽型场效应管与N沟道增强型场效应管基本相似,其区别仅在于当栅-源极间电压UGS= 0时,耗尽型场效应管中的漏-源极间已有导电沟道产生,而增强型MOS管要在UGS≥UT时才出现导电沟道。原因是制造N沟道耗尽型场效应管时,在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型场效应管时掺入负离子),如图6-42(a)所示,因此即使UGS=0,在这些正离子产生的电场作用下,漏-源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道),只要加上正向电压UDS,就有电流ID。如果加上正的UGS,栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子,沟道加宽,沟道电阻变小,ID增大。反之,UGS为负时,沟道中感应的电子减少,沟道变窄,沟道电阻变大,ID减小。当UGS负向增加到某一数值时,导电沟道消失,ID趋于零,该管截止,故称为耗尽型。沟道消失时的栅-源电压称为夹断电压,用UP表示,为负值。在UGS=0、UGS>0、UP<UGS<0的情况下均能实现对ID的控制,而且仍能保持栅-源极间有很大的绝缘电阻,使栅极电流下均能实现对ID的控制,而且仍能保持栅-源极间有很大的绝缘电阻,使栅极电流为零。这是耗尽型场效应管的一个重要特点。

     

    图6-42 N沟道耗尽型场效应管

        图6-42(b)是N沟道耗尽型场效应管的代表符号。图6-43是N沟道耗尽型场效应管的输出特性曲线,图6-44是N沟道耗尽型场效应管的转移特性曲线。实验表明,耗尽型场效应管的转移特性可近似用表示为
                                                     

     

    图6-43 N沟道耗尽型场效应管的输出特性曲线
    图6-44 N沟道耗尽型场效应管的转移特性曲线

    以上介绍了N沟道绝缘栅场效应增强型和耗尽型管,实际上P沟道也有增强型和耗尽型,其符号如图6-45所示。

    图6-45 P沟道绝缘栅场效应晶体管

        关于场效应管的各种参数及特性见《电路与电子技术实验指导》附录五。
        绝缘栅场效应管还有一个表示放大能力的参数,即跨导,用符号gm表示。跨导gm是当漏—源电压UDS为常数时,漏极电流的增量ΔID对引起这一变化的栅—源电压ΔUDS的比值,即
                                                                     (6-23)
        跨导是衡量场效应晶体管栅—源电压对漏极电流控制能力的一个重要参数,它的单位是μA/V或mA/V。

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  • (1)场效应晶体的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c,它们的作用相似,1-6-A所示是N沟道MOS和NPN型晶体三极管引脚1-6-B所示是P沟道场效应晶体和PNP型晶体三极管引脚对应...

    (1)场效应晶体管的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c,它们的作用相似,图1-6-A所示是N沟道MOS管和NPN型晶体三极管引脚,图1-6-B所示是P沟道场效应晶体管和PNP型晶体三极管引脚对应图。

               

    (2).场效应晶体管是电压控制电流器件,由VGS控制ID,普通的晶体三极管是电流控制电流器件,由IB控制IC。场效应晶体管道放大系数是(跨导gm)当栅极电压改变一伏时能引起漏极电流变化多少安培。晶体三极管是电流放大系数(贝塔β)当基极电流改变一毫安时能引起集电极电流变化多少。

                 

    (3).场效应晶体管栅极和其它电极是绝缘的,不产生电流;而三极管工作时基极电流IB决定集电极电流IC。因此场效应晶体管的输入电阻比三极管的输入电阻高的多。

                

    (4).场效应晶体管只有多数载流子参与导电;三极管有多数载流子和少数载流子两种载流子参与导电,因少数载流子浓度受温度、辐射等因素影响较大,所以场效应晶体管比三极管的温度稳定性好。

    (5).场效应晶体管在源极未与衬底连在一起时,源极和漏极可以互换使用,且特性变化不大,而三极管的集电极与发射极互换使用时,其特性差异很大,b 值将减小很多。

    (6).场效应晶体管的噪声系数很小,在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应晶体管。

    (7).场效应晶体管和普通晶体三极管均可组成各种放大电路和开关电路,但是场效应晶体管制造工艺简单,并且又具有普通晶体三极管不能比拟的优秀特性,在各种电路及应用中正逐步的取代普通晶体三极管,目前的大规模和超大规模集成电路中,已经广泛的采用场效应晶体管。
     

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  • 电路--MOS开关电路

    2020-08-18 15:58:44
    MOS管也就是常说的场效应管(FET),有结型场效应管、绝缘栅型场效应管(又分为增强型和耗尽型场效应管)。也可以只分成两类P沟道和N沟道。 场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断,这里我们讲解的是MOS管...

    MOS管也就是常说的场效应管(FET),有结型场效应管、绝缘栅型场效应管(又分为增强型和耗尽型场效应管)。也可以只分成两类P沟道和N沟道。

    场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断,这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。对于MOS管的选型,注意4个参数:漏源电压(D、S两端承受的电压)、工作电流(经过MOS管的电路)、开启电压(让MOS管导通的G、S电压)、工作频率(最大的开关频率)。下面我们看一下MOS管的引脚,如下图所示:
    在这里插入图片描述
    有3个引脚,分别为G(栅极)、S(源极)、D(漏极)。
    在这里插入图片描述
    在上图可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。可以在MOS管关断时为感性负载的电动势提供击穿通路从而避免MOS管被击穿损坏。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。

    下面是MOS管的导通条件,只要记住电压方向与中间箭头方向相反即为导通(当然这个相反电压需要达到MOS管的开启电压)。比如导通电压为3V的N沟道MOS管,只要G的电压比S的电压高3V即可导通(D的电压也要比S的高)。同理,导通电压为3V的P沟道MOS管,只要G的电压比S的电压低3V即可导通(S的电压比D的高)。在电路中的典型应用如下图所示,分别为N沟道与P沟道的MOS管驱动电路:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    我们可以看到,N沟道的MOS管的电路中,BEEP引脚为高电平即可导通,蜂鸣器发出声音,低电平关闭蜂鸣器;P沟道的MOS管是用来控制GPS模块的电源通断,GPS_PWR引脚为低电平时导通,GPS模块正常供电,高电平时GPS模块断电。

    NMOS控制开关电路的基本结构:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    PMOS开关电路的典型应用电路:
    在这里插入图片描述

    链接: https://wenku.baidu.com/view/ea1cbbe5f424ccbff121dd36a32d7375a417c619.html?fr=search-3-wk_sea###.

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  • a为正常输出(内有上拉电阻):场效应管导通时输出低电位,截止时输出高电位。 上b为漏极开路输出,外接上拉电阻:场效应管导通时输出低电位,截止时输出高电位。 上c为漏极开路输出,无外接上拉电阻:...
    1.
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    漏极开路输出高电平时必须在输出端与正电源(VCC)间外接一个上拉电阻。否则只能输出高阻态。

    2.

    上图a为正常输出(内有上拉电阻):场效应管导通时输出低电位,截止时输出高电位

    上图b为漏极开路输出,外接上拉电阻:场效应管导通时输出低电位,截止时输出高电位

    上图c为漏极开路输出,无外接上拉电阻:场效应管导通时输出低电位,截止呈高阻态

    转载于:https://www.cnblogs.com/fx427103/p/4192874.html

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场效应管引脚图