場效應管的分類:場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效應管(JFET)因有兩個PN結而得名,絕緣柵型場效應管(JGFET)則因柵極與其它電極完整絕緣而得名。它們由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管,屬于電壓控制型半導體器件。我們常說的MOS管就是絕緣柵型場效應管中的一種,它也是應用較普遍的一種,所以這一節接下的內容我們主要通過介紹MOS管來了解場效應晶體管。MOSFET有分為增強型和耗盡型兩大類,增強型和耗盡型每一類又有NMOS和PMOS,和三極管中的PNP和NPN類似。場效應管可構成恒流源,為負載提供穩定的電流,應用于精密測量、激光器等領域。金屬場效應管參數
場效應管與雙極性晶體管的比較:1.場效應管是電壓控制器件,柵極基本不取電流,而晶體管是電流控制器件,基極必須取一定的電流。因此,在信號源額定電流極小的情況,應選用場效應管。2.場效應管是多子導電,而晶體管的兩種載流子均參與導電。由于少子的濃度對溫度、輻射等外界條件很敏感,因此,對于環境變化較大的場合,采用場效應管比較合適。3.場效應管除了和晶體管一樣可作為放大器件及可控開關外,還可作壓控可變線性電阻使用。4.場效應管的源極和漏極在結構上是對稱的,可以互換使用,耗盡型MOS管的柵——源電壓可正可負。因此,使用場效應管比晶體管靈活。廣州多晶硅金場效應管價位場效應管在電路設計中常作為信號放大器使用,能夠有效地放大微弱信號。
溝道增強型MOSFET場效應管的工作原理:vGS對iD及溝道的控制作用① vGS=0 的情況,增強型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN結。當柵——源電壓vGS=0時,即使加上漏——源電壓vDS,而且不論vDS的極性如何,總有一個PN結處于反偏狀態,漏——源極間沒有導電溝道,所以這時漏極電流iD≈0。② vGS>0 的情況,若vGS>0,則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產生一個電場。電場方向垂直于半導體表面的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排斥空穴而吸引電子。排斥空穴:使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥,剩下不能移動的受主離子(負離子),形成耗盡層。吸引電子:將 P型襯底中的電子(少子)被吸引到襯底表面。
電機驅動:在電機控制系統中,場效應管用于控制電機的啟動、停止和速度調節。LED驅動:場效應管用于LED驅動電路中,提供恒流源以保證LED的穩定亮度。場效應管的這些應用展示了其在現代電子技術中的多樣性和重要性。通過選擇合適的場效應管類型和設計合適的電路,可以實現高效、可靠的電子系統。我們知道三極管全稱為半導體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種電流控制型半導體器件,其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號, 也用作無觸點開關。場效應管利用電場控制載流子的流動,通過改變柵極電壓,控制源極和漏極之間的電流。
場效應管注意事項:(1)結型場效應管的柵源電壓不能接反,可以在開路狀態下保存,而絕緣柵型場效應管在不使用時,由于它的輸入電阻非常高,須將各電極短路,以免外電場作用而使管子損壞。(2)焊接時,電烙鐵外殼必須裝有外接地線,以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子。對于少量焊接,也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵場效應管時,要按源極-漏極-柵極的先后順序焊接,并且要斷電焊接。(3)用25W電烙鐵焊接時應迅速,若用45~75W電烙鐵焊接,應用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱。結型場效應管可用表電阻檔定性地檢查管子的質量(檢查各PN結的正反向電阻及漏源之間的電阻值),而絕緣柵場效管不能用萬用表檢查,必須用測試儀,而且要在接入測試儀后才能去掉各電極短路線。取下時,則應先短路再取下,關鍵在于避免柵極懸空。場效應管的體積小,適合集成在微型電子設備中。深圳半導體場效應管尺寸
MOSFET適用于各種電路中的信號放大,功率放大和開關控制等應用。金屬場效應管參數
以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴散區N+和漏擴散區N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內部連通,二者總保持等電位。當漏接電源正極,源極接電源負極并使VGS=0時,溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當VGS大于管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時,N溝道管開始導通,形成漏極電流ID。場效應晶體管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分別發明,但是實用的器件一直到1952年才被制造出來(結型場效應管,Junction-FET,JFET)。1960年Dawan Kahng發明了金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET),從而大部分代替了JFET,對電子行業的發展有著深遠的意義。金屬場效應管參數