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图解绝缘栅型场效应管
双击自动滚屏 恒邦自动化培训机构2017-01-11 21:58:02 阅读:2047次 关注微信公众号 PLC958,获取最快捷,最有用的技术资讯
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  无论是在设计可编程电源,还是维修电焊机,伺服等等,我们总能看见场效应管的身影,熟练掌握它们的特性,并善加利用,是我们每个电气攻城狮都必须的功课。

增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道,在VDS作用下无iD。

耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道,在VDS作用下iD。

1、结构和符号(以N沟道增强型为例)

在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极,半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。


其他MOS管符号

2、工作原理(以N沟道增强型为例)


(1) VGS=0时,不管VDS极性如何,其中总有一个PN结反偏,所以不存在导电沟道。

VGS =0, ID =0

VGS必须大于0

管子才能工作。


(2) VGS>0时,在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场,排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通,形成导电沟道。

 

VGS >0→g吸引电子→反型层→导电沟道

VGS↑→反型层变厚→ VDS ↑→ID↑


(3) VGS≥VT时而VDS较小时:

VDS↑→ID ↑

VT:开启电压,在VDS作

用下开始导电时的VGS°

VT = VGS —VDS


(4) VGS>0且VDS增大到一定值后,靠近漏极的沟道被夹断,形成夹断区。

VDS↑→ID 不变

3、特性曲线(以N沟道增强型为例)


场效应管的转移特性曲线动画


4、其它类型MOS管

(1)N沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子,所以即使在VGS=0时,由于正离子的作用,两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。


(2)P沟道增强型:VGS = 0时,ID = 0开启电压小于零,所以只有当VGS < 0时管子才能工作。


(3)P沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子,所以即使在VGS=0 时,由于负离子的作用,两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。


5、场效应管的主要参数

(1) 开启电压VT :在VDS为一固定数值时,能产生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增强)

(2) 夹断电压VP :在VDS为一固定数值时,使 ID对应一微小电流时的 |VGS | 值。(耗尽)

(3) 饱和漏极电流IDSS :在VGS = 0时,管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)

(4) 极间电容 :漏源电容CDS约为 0.1~1pF,栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1~3pF。

(5) 低频跨导 gm :表示VGS对iD的控制作用。


在转移特性曲线上,gm 是曲线在某点上的斜率,也可由iD的表达式求导得出,单位为 S 或 mS。

(6) 最大漏极电流 IDM

(7) 最大漏极耗散功率 PDM

(8) 漏源击穿电压 V(BR)DS 栅源击穿电压 V(BR)GS

 
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