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          場(chǎng)效應(yīng)管工作原理- -場(chǎng)效應(yīng)管工作原理也瘋狂

          作者:李雪 時(shí)間:2015-01-16 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

          一、的工作原理- -概念

            (FET)是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(field-effect transistor)的簡(jiǎn)稱,由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,也稱為單極性,是一種常見(jiàn)的利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種電壓控制性半導(dǎo)體器件,場(chǎng)效應(yīng)管不但具有雙極性晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),而且輸入回路的內(nèi)阻高達(dá)107~1012Ω,噪聲低,熱穩(wěn)定性好,抗輻射能力強(qiáng),且比后者耗電省,這些優(yōu)點(diǎn)使之從20世紀(jì)60年代誕生起就廣泛地應(yīng)用于各種電子電路之中。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/268248.htm

          二、場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理- -結(jié)構(gòu)

            所有的FET都有柵極g(gate)、漏極d(drain)、源極s(source)三個(gè)極,分別對(duì)應(yīng)雙極性晶體管的基極b(base)、集電極c(collector)和發(fā)射極e(emitter)。除了結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管外,所有的FET也有第四端,被稱為體(body)、基(base)、塊體(bulk)或襯底(substrate)。P區(qū)與N區(qū)交界面形成耗盡層,而漏極d與源極s間的非耗盡層區(qū)域稱為導(dǎo)電溝道。

          三、場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理- -分類

            場(chǎng)效應(yīng)管可以分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管()和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(JGFET),結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管()因有兩個(gè)PN結(jié)而得名,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。因?yàn)榻^緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為金屬鋁,故又稱為管。

            場(chǎng)效應(yīng)管按導(dǎo)電方式的不同來(lái)劃分,可分成耗盡型與增強(qiáng)型。當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的稱為耗盡型;當(dāng)柵壓為零,漏極電流也為零,必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強(qiáng)型。

            無(wú)論是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管還是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,無(wú)論是耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管或是增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管,都可分為N溝道和P溝道,其結(jié)構(gòu)分別如下圖所示:

          四、- - 結(jié)型

            結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管可分為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,下面我們就以N溝道為例對(duì)結(jié)型進(jìn)行說(shuō)明。

            為保證N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管能正常工作,應(yīng)在其柵-源之間加負(fù)向電壓(即uGS<0),以保證耗盡層承受反向電壓;在漏-源之間加正向電壓uDS,以形成漏極電流。柵-源之間負(fù)向電壓越大,PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚,導(dǎo)電溝道越窄,溝道電阻變大,漏極電流iD越小;相反,若柵-源之間負(fù)向電壓越小,則耗盡區(qū)就越薄,導(dǎo)電溝道越寬,溝道電阻變小,漏極電流iD越大。因此實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)效應(yīng)管的柵-源間負(fù)向電壓對(duì)溝道電流的控制。

            而對(duì)于P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,與N溝道原理類似,但要在其柵-源之間加正向電壓(即uGS>0)才能保證其能能正常工作。

          五、- - 絕緣柵型

            以N溝道耗盡型管為例,如果在制造管時(shí),在SiO2絕緣層中摻入大量正離子,那么即使uGS=0,在正離子作用下P型襯底表層也存在反型層,即漏-源之間存在導(dǎo)電溝道。只要在漏-源間加正向電壓,就會(huì)產(chǎn)生漏極電流,并且,uGS為正時(shí),反型層變寬,溝道電阻變小,溝道電流iD增大;反之,uGS為負(fù)時(shí),反型層變窄,溝道電阻變大,iD減小。而當(dāng)uGS從零減小到一定值時(shí),反型層消失,漏-源之間導(dǎo)電溝道消失,iD=0。實(shí)現(xiàn)了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制。

          六、場(chǎng)效應(yīng)管工作原理- - 增強(qiáng)型

            以N溝道為例,在一個(gè)N溝道增強(qiáng)模式器件中,應(yīng)在柵源間加正向電壓。正電壓吸引了體中的自由移動(dòng)的電子向柵極運(yùn)動(dòng),形成了導(dǎo)電溝道。但是首先,充足的電子需要被吸引到柵極的附近區(qū)域去對(duì)抗加在FET中的摻雜離子;這形成了一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)載流子的被稱為耗盡區(qū)的區(qū)域,這種現(xiàn)象被稱為FET的閾值電壓。更高的柵源電壓將會(huì)吸引更多的電子通過(guò)柵極,則會(huì)制造一個(gè)從源極到漏極的導(dǎo)電溝道;這個(gè)過(guò)程叫做"反型"。

          七、場(chǎng)效應(yīng)管工作原理- - 耗盡型

            在一個(gè)N溝道耗盡模式器件中,在柵源之間加負(fù)向電壓將會(huì)造成一個(gè)耗盡區(qū)去拓展寬度,從邊界侵入溝道,從而使溝道變窄。若耗盡區(qū)擴(kuò)展至完全關(guān)閉溝道,則漏源間溝道電阻會(huì)變得很大,F(xiàn)ET就會(huì)像開(kāi)關(guān)一樣有效的關(guān)閉。類似的,在一個(gè)P溝道耗盡模式期器件中,在柵源之間加正向電壓將使溝道變寬,溝道電阻變小,使電流更易通過(guò)。

            場(chǎng)效應(yīng)管多種多樣,但萬(wàn)變不離其中,感興趣的童鞋還可以參考以下文章~~

               1、場(chǎng)效應(yīng)管工作原理

               2、mos場(chǎng)效應(yīng)管工作原理

               3、場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大器

               4、MOS管工作原理,就是這么簡(jiǎn)單

               5、CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的發(fā)展趨勢(shì)

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