"场效应三极管的参数和型号-模电二极管课件"
场效应三极管,简称FET,是一种利用电场效应控制输出电流的半导体器件。其主要特点是输入阻抗极高,噪声低,热稳定性好,且具有良好的抗辐射能力。根据参与导电的载流子类型,场效应管分为N沟道和P沟道两种,而按照工作方式,又可以分为增强型和耗尽型。
1. N沟道和P沟道:
- N沟道场效应管:在内部,N型半导体材料构成沟道,通过控制栅极电压,使电子作为多数载流子流动,形成电流。
- P沟道场效应管:相反,它使用P型半导体材料,空穴作为多数载流子,同样通过栅极电压来控制电流。
2. 增强型与耗尽型:
- 增强型FET:在无偏置电压时,没有导电沟道。只有当栅源电压达到一定正值(对于N沟道)或负值(对于P沟道)时,才会形成导电沟道。
- 耗尽型FET:即使在没有偏置电压的情况下,已经存在一个导电沟道。改变栅源电压可以改变沟道的宽度,从而控制漏极电流。
3. 主要参数:
- 开启电压VT:对于增强型MOSFET,这是栅源电压的阈值,低于此值,场效应管不能导通。
- 夹断电压VP:对于耗尽型FET,当栅源电压等于VP时,漏极电流ID变为零,意味着沟道被完全夹断。
- 饱和漏极电流IDSS:在耗尽型场效应管中,当VGS=0时,漏极电流IDSS表示在没有栅源电压时的漏极电流。
4. 结型场效应管(JFET)与绝缘栅型场效应管(MOSFET):
- JFET:其结构包含两个反向偏置的PN结,通过改变这两个结的电压差来控制电流。
- MOSFET(绝缘栅型场效应管):其中,栅极和沟道之间有一层绝缘物质,如二氧化硅,使得栅极电压能间接影响沟道的导电性。MOSFET进一步分为NMOS(N沟道MOSFET)和PMOS(P沟道MOSFET)。
5. 工作原理:
- 在JFET中,改变栅源电压VGS可调节PN结的反偏程度,从而改变沟道电阻,进而影响漏极电流ID。
- 在MOSFET中,对于N沟道MOSFET,负的栅源电压会使沟道变窄,增加电阻;当VGS超过VP,沟道被完全关闭。P沟道MOSFET的工作原理与之相反,但电压极性不同。
6. 漏源电压VDS的影响:
- VDS的增加会影响沟道的形状,形成预夹断点,导致沟道在靠近漏极一侧变得更窄,形成不均匀的电流分布。
这些基本概念和参数对于理解和应用场效应三极管至关重要,它们广泛应用于放大电路、开关电路以及各种模拟和数字电路设计中。了解这些特性有助于优化电路性能并解决实际工程问题。