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場效應管是什麼器材

發布時間:2023-02-17 01:50:21

Ⅰ 場效應管是個啥元件

場效應管是根據三極體的原理開發出的新一代放大元件,有3個極性,柵極,漏極,源極,它的特點是柵極的內阻極高,採用二氧化硅材料的可以達到幾百兆歐,屬於電壓控制型器件
場效應晶體管簡稱場效應管.由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬於電壓控制型半導體器件.

特點:
具有輸入電阻高(108~109Ω)、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者.
場效應管的作用
1、場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3、場效應管可以用作可變電阻。
4、場效應管可以方便地用作恆流源。
5、場效應管可以用作電子開關。

Ⅱ 什麼是場效應管

場效應管
現在越來越多的電子電路都在使用場效應管,特別是在音響領域更是如此,場效應管與晶體管不同,它是一種電壓控制器件(晶體管是電流控制器件),其特性更象電子管,它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益,由於是電壓控制器件所以雜訊小.
場效應管是一種單極型晶體管,它只有一個P-N結,在零偏壓的狀態下,它是導通的,如果在其柵極(G)和源極(S)之間加上一個反向偏壓(稱柵極偏壓)在反向電場作用下P-N變厚(稱耗盡區)溝道變窄,其漏極電流將變小,(如圖C1-b),反向偏壓達到一定時,耗盡區將完全溝道"夾斷",此時,場效應管進入截止狀態如圖C-c,此時的反向偏壓我們稱之為夾斷電壓,用Vpo表示,它與柵極電壓Vgs和漏源電壓Vds之間可近以表示為Vpo=Vps |Vgs|,這里|Vgs|是Vgs的絕對值.
在製造場效應管時,如果在柵極材料加入之前,在溝道上先加上一層很薄的絕緣層的話,則將會大大地減小柵極電流,也大大地增加其輸入阻抗,由於這一絕緣層的存在,場效應管可工作在正的偏置狀態,我們稱這種場效應管為絕緣柵型場效應管,又稱MOS場效應管,所以場效應管有兩種類型,一種是絕緣柵型場效應管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置狀態,一種是結型柵型效應管,它只能工作在反向偏置狀態.
絕緣柵型場效應管又分為增強型和耗盡型兩種,我們稱在正常情況下導通的為耗盡型場效應管,在正常情況下斷開的稱增強型效應管.增強型場效應管特點:當Vgs=0時Id(漏極電流)=0,只有當Vgs增加到某一個值時才開始導通,有漏極電流產生.並稱開始出現漏極電流時的柵源電壓Vgs為開啟電壓.
耗盡型場效應管的特點,它可以在正或負的柵源電壓(正或負偏壓)下工作,而且柵極上基本無柵流(非常高的輸入電阻).
結型柵場效應管應用的電路可以使用絕緣柵型場效應管,但絕緣柵增強型場效管應用的電路不能用結型 柵場效應管代替

Ⅲ 什麼是場效應管

場效應管
根據三極體的原理開發出的新一代放大元件,有3個極性,柵極,漏極,源極,它的特點是柵極的內阻極高,採用二氧化硅材料的可以達到幾百兆歐,屬於電壓控制型器件

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1.概念:

場效應晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應管.由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬於電壓控制型半導體器件.

特點:

具有輸入電阻高(108~109Ω)、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者.

作用:

場效應管可應用於放大.由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器.

場效應管可以用作電子開關.

場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換.常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換.場效應管可以用作可變電阻.場效應管可以方便地用作恆流源.

2.場效應管的分類:

場效應管分結型、絕緣柵型(MOS)兩大類

按溝道材料:結型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種.

按導電方式:耗盡型與增強型,結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。

場效應晶體管可分為結場效應晶體管和MOS場效應晶體管,而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類.見下圖 :

3.場效應管的主要參數 :

Idss — 飽和漏源電流.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流.

Up — 夾斷電壓.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓.

Ut — 開啟電壓.是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓.

gM — 跨導.是表示柵源電壓UGS — 對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值.gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數.

BVDS — 漏源擊穿電壓.是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓.這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小於BVDS.

PDSM — 最大耗散功率,也是一項極限參數,是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率.使用時,場效應管實際功耗應小於PDSM並留有一定餘量.

IDSM — 最大漏源電流.是一項極限參數,是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流.場效應管的工作電流不應超過IDSM

4.結型場效應管的管腳識別:

判定柵極G:將萬用表撥至R×1k檔,用萬用表的負極任意接一電極,另一隻表筆依次去接觸其餘的兩個極,測其電阻.若兩次測得的電阻值近似相等,則負表筆所接觸的為柵極,另外兩電極為漏極和源極.漏極和源極互換,若兩次測出的電阻都很大,則為N溝道;若兩次測得的阻值都很小,則為P溝道.

判定源極S、漏極D:

在源-漏之間有一個PN結,因此根據PN結正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極.用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極.

5.常效應管與晶體三極體的比較

場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件.在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管.

場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電,被稱之為雙極型器件.

有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好.

場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用.

一、場效應管的結構原理及特性 場效應管有結型和絕緣柵兩種結構,每種結構又有N溝道和P溝道兩種導電溝道。
1、結型場效應管(JFET)
(1)結構原理 它的結構及符號見圖1。在N型硅棒兩端引出漏極D和源極S兩個電極,又在硅棒的兩側各做一個P區,形成兩個PN結。在P區引出電極並連接起來,稱為柵極Go這樣就構成了N型溝道的場效應管

圖1、N溝道結構型場效應管的結構及符號
由於PN結中的載流子已經耗盡,故PN基本上是不導電的,形成了所謂耗盡區,從圖1中可見,當漏極電源電壓ED一定時,如果柵極電壓越負,PN結交界面所形成的耗盡區就越厚,則漏、源極之間導電的溝道越窄,漏極電流ID就愈小;反之,如果柵極電壓沒有那麼負,則溝道變寬,ID變大,所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化,就是說,場效應管是電壓控制元件。
(2)特性曲線
1)轉移特性
圖2(a)給出了N溝道結型場效應管的柵壓---漏流特性曲線,稱為轉移特性曲線,它和電子管的動態特性曲線非常相似,當柵極電壓VGS=0時的漏源電流。用IDSS表示。VGS變負時,ID逐漸減小。ID接近於零的柵極電壓稱為夾斷電壓,用VP表示,在0≥VGS≥VP的區段內,ID與VGS的關系可近似表示為:
ID=IDSS(1-|VGS/VP|)
其跨導gm為:gm=(△ID/△VGS)|VDS=常微(微歐)|
式中:△ID------漏極電流增量(微安)
------△VGS-----柵源電壓增量(伏)

圖2、結型場效應管特性曲線
2)漏極特性(輸出特性)
圖2(b)給出了場效應管的漏極特性曲線,它和晶體三極體的輸出特性曲線 很相似。
①可變電阻區(圖中I區)在I區里VDS比較小,溝通電阻隨柵壓VGS而改變,故稱為可變電阻區。當柵壓一定時,溝通電阻為定值,ID隨VDS近似線性增大,當VGS<VP時,漏源極間電阻很大(關斷)。IP=0;當VGS=0時,漏源極間電阻很小(導通),ID=IDSS。這一特性使場效應管具有開關作用。
②恆流區(區中II區)當漏極電壓VDS繼續增大到VDS>|VP|時,漏極電流,IP達到了飽和值後基本保持不變,這一區稱為恆流區或飽和區,在這里,對於不同的VGS漏極特性曲線近似平行線,即ID與VGS成線性關系,故又稱線性放大區。
③擊穿區(圖中Ⅲ區)如果VDS繼續增加,以至超過了PN結所能承受的電壓而被擊穿,漏極電流ID突然增大,若不加限制措施,管子就會燒壞。
2、絕緣柵場效應管
它是由金屬、氧化物和半導體所組成,所以又稱為金屬---氧化物---半導體場效應管,簡稱MOS場效應管。
(1)結構原理
它的結構、電極及符號見圖3所示,以一塊P型薄矽片作為襯底,在它上面擴散兩個高雜質的N型區,作為源極S和漏極D。在矽片表覆蓋一層絕緣物,然後再用金屬鋁引出一個電極G(柵極)由於柵極與其它電極絕緣,所以稱為絕緣柵場面效應管。

圖3、N溝道(耗盡型)絕緣柵場效應管結構及符號
在製造管子時,通過工藝使絕緣層中出現大量正離子,故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷,這些負電荷把高滲雜質的N區接通,形成了導電溝道,即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時,溝道內被感應的電荷量也改變,導電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。
場效應管的式作方式有兩種:當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型,當柵壓為零,漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之後才有漏極電流的稱為增強型。
(2)特性曲線
1)轉移特性(柵壓----漏流特性)
圖4(a)給出了N溝道耗盡型絕緣柵場效應管的轉移行性曲線,圖中Vp為夾斷電壓(柵源截止電壓);IDSS為飽和漏電流。
圖4(b)給出了N溝道增強型絕緣柵場效管的轉移特性曲線,圖中Vr為開啟電壓,當柵極電壓超過VT時,漏極電流才開始顯著增加。
2)漏極特性(輸出特性)
圖5(a)給出了N溝道耗盡型絕緣柵場效應管的輸出特性曲線。
圖5(b)為N溝道增強型絕緣柵場效應管的輸出特性曲線 。

圖4、N溝道MOS場效管的轉移特性曲線

圖5、N溝道MOS場效應管的輸出特性曲線
此外還有N襯底P溝道(見圖1)的場效應管,亦分為耗盡型號增強型兩種,
各種場效應器件的分類,電壓符號和主要伏安特性(轉移特性、輸出特性) 二、場效應管的主要參數
1、夾斷電壓VP
當VDS為某一固定數值,使IDS等於某一微小電流時,柵極上所加的偏壓VGS就是夾斷電壓VP。
2、飽和漏電流IDSS
在源、柵極短路條件下,漏源間所加的電壓大於VP時的漏極電流稱為IDSS。
3、擊穿電壓BVDS
表示漏、源極間所能承受的最大電壓,即漏極飽和電流開始上升進入擊穿區時對應的VDS。
4、直流輸入電阻RGS
在一定的柵源電壓下,柵、源之間的直流電阻,這一特性有以流過柵極的電流來表示,結型場效應管的RGS可達1000000000歐而絕緣柵場效應管的RGS可超過10000000000000歐。
5、低頻跨導gm
漏極電流的微變數與引起這個變化的柵源電壓微數變數之比,稱為跨導,即
gm= △ID/△VGS
它是衡量場效應管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個參數,也是衡量放大作用的重要參數,此參靈敏常以柵源電壓變化1伏時,漏極相應變化多少微安(μA/V)或毫安(mA/V)來表示

Ⅳ 場效應管是什麼樣的元件,在電路中有哪些功能

場效應管是根據三極體的原理開發出的新一代放大元件,有3個極性,柵極,漏極,源極,它的特點是柵極的內阻極高,採用二氧化硅材料的可以達到幾百兆歐,屬於電壓控制型器件
場效應晶體管簡稱場效應管.由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬於電壓控制型半導體器件.
特點:
具有輸入電阻高(108~109Ω)、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者.
場效應管的作用
1、場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3、場效應管可以用作可變電阻。
4、場效應管可以方便地用作恆流源。
5、場效應管可以用作電子開關。

Ⅳ 場效應管本質是一個什麼器件

場效應管本質是一個電壓控制型三極體器件 。場效應管是電壓控制器件,管子的導電情況取決於柵極電壓的高低。場效應管漏源靜態伏安特性以柵極電壓UGS為參變數。場效應管電流IDS與柵極UGS之間的關系由跨導Gm 決定。場效應管的輸入阻抗很大,輸入電流極小。

Ⅵ 場效應管是什麼控制型器件

品牌型號:TaoTimeClub N場效應管
系統:IRF3205

場效應管是電壓控制型器件。

場效應晶體管簡稱場效應管。主要有兩種類型:結型場效應管和金屬氧化物半導體場效應管。由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管。它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。

場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。場效應管可以用作可變電阻。場效應管可以方便地用作恆流源。場效應管可以用作電子開關。

Ⅶ 場效應管是個什麼東西原理作用都是什麼

1.場效應管(FET)是利用控制輸入迴路的電場效應來控制輸出迴路電流的一種半導體器件,屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高(107~1015Ω)、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點。

2.場效應管工作原理就是「漏極-源極間流經溝道的ID,用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID」。

更正確地說,ID流經通路的寬度,即溝道截面積,它是由pn結反偏的變化,產生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域,表示的過渡層的擴展因為不很大,根據漏極-源極間所加VDS的電場,源極區域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動。

從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型,ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋,並不是電流被切斷。

在過渡層由於沒有電子、空穴的自由移動,在理想狀態下幾乎具有絕緣特性,通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場,實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近,由於漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。

其次,VGS向負的方向變化,讓VGS=VGS(off),此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。而且VDS的電場大部分加到過渡層上,將電子拉向漂移方向的電場,只有靠近源極的很短部分,這更使電流不能流通。

3.作用:

1.場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。

2.場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。

3.場效應管可以用作可變電阻。

4.場效應管可以方便地用作恆流源。

5.場效應管可以用作電子開關。

(7)場效應管是什麼器材擴展閱讀

場效應管與三極體的各自應用特點

1.場效應管的源極s、柵極g、漏極d分別對應於三極體的發射極e、基極b、集電極c,它們的作用相似。

2.場效應管是電壓控制電流器件,由vGS控制iD,其放大系數gm一般較小,因此場效應管的放大能力較差;三極體是電流控制電流器件,由iB(或iE)控制iC。

3.場效應管柵極幾乎不取電流(ig»0);而三極體工作時基極總要吸取一定的電流。因此場效應管的柵極輸入電阻比三極體的輸入電阻高。

4.場效應管是由多子參與導電;三極體有多子和少子兩種載流子參與導電,而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大,因而場效應管比晶體管的溫度穩定性好、抗輻射能力強。在環境條件(溫度等)變化很大的情況下應選用場效應管。

5.場效應管在源極金屬與襯底連在一起時,源極和漏極可以互換使用,且特性變化不大;而三極體的集電極與發射極互換使用時,其特性差異很大,β值將減小很多。

6.場效應管的雜訊系數很小,在低雜訊放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應管。

7.場效應管和三極體均可組成各種放大電路和開關電路,但由於前者製造工藝簡單,且具有耗電少,熱穩定性好,工作電源電壓范圍寬等優點,因而被廣泛用於大規模和超大規模集成電路中。

8.三極體導通電阻大,場效應管導通電阻小,只有幾百毫歐姆,在現用電器件上,一般都用場效應管做開關來用,他的效率是比較高的。

參考資料:網路-場效應管

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