第6章 结型场效应晶体管
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结型场效应晶体管
1 场效应晶体管
场效应晶体管(Field-Effect Transistor,简称FET),是一种
小尺寸、低功耗、高速度的电动学元件,它是半导体物理的一个重要
表现,是一种关于电场和物质的交互作用的元件,是当今微机设计的
基础和原材料。
2 具体特征
场效应晶体管通常由三个部分组成,即源极电极、屏蔽极电极和
控制极电极,它们均处在一个封装的金属外壳内,以及其中的一层能
带 Git 隔离的绝缘薄膜。
场效应晶体管的特性有节流特征、抗漏特征,具有噪声放大小、低漏极性和小尺寸可靠性优点,因此它在电子设计
中是十分重要的一种晶体管。
3 应用
在军事、航空、通信等领域,场效应晶体管可以实现信息的传递
和控制,利用场效应晶体管实现信号截取,对于电子设计也是必不可
少的。
在家用电器如空调、电视机、洗衣机等设备中也可以看到场效
应晶体管的应用,例如微波炉、录像机等,在它们的控制系统中都有
场效应晶体管的使用。
4 总结
FET 是一种场效应晶体管,它通过电场控制导通电流,具有低功耗、小尺寸和高效率等优势,在电子设备的控制系统中是十分重要的一种元件,其极大地促进了电子科学的发展。
结型场效应管原理
场效应管是一种半导体器件,常用于放大、开关电路等应用。
结型场效应管(JFET)是其中一种常见的结构。
JFET的主要原理是利用PN结形成的场效应。
它由三个区域组成:中间是一个P型或N型的半导体材料,两侧分别是控制电极(Gate)和输出电极(Drain与Source)。
控制电极之间形成的PN结—反向偏置结(Reverse biased junction),形成一个可控制的电场区域,这个电场区域控制了从Source到Drain的电流。
在工作时,当Gate和Source之间的电压增加时,PN结的电导性减小,电场区域增宽。
这会导致Source到Drain的电流减小,即输出电流被控制。
这种控制过程是通过改变电场区域宽度而实现的,因此称为场效应。
JFET有两种常见的结构:N型JFET和P型JFET。
N型JFET 是由P型材料夹在两个N型材料之间形成的,而P型JFET则是由N型材料夹在两个P型材料之间形成的。
两者的工作原理基本相同,只是电流流动方向相反。
在实际应用中,JFET具有很多优点,比如体积小,可以工作在较高的频率范围内,具有较低的噪声,以及可以工作在宽温度范围内等。
因此,JFET被广泛应用于放大器、开关和稳压器等电路中。
实验六 结型场效应管放大电路一.实验摘要通过对实验箱上结型场效应管的测试,认识N 沟道JFET 场效应管的电压放大特性和开关特性。
给MOS 管放大电路加输入信号为:正弦波,Vpp=200mV-500mV ,f=2Khz 。
测量输入电阻时,输入端的参考电阻Rs=680K 。
二.实验主要仪器三极管,万用表,示波器,信号源及其他电子元件。
三.实验原理场效应管放大器性能分析图6-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。
其静态工作点2PGS DSS D )U U (1I I -= 中频电压放大倍数 A V =-g m R L '=-g m R D // R L 输入电阻 R i =R G +R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得,或用公式 )U U(1U 2I g PGS P DSS m --= 计算。
但要注意,计算时U GS 要用静态工作点处之数值。
输入电阻的测量方法场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法,与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。
其输入电阻的测量,从原理上讲,也可采SD DD g2g1g1S G GS R I U R R R U U U -+=-=用实验二中所述方法,但由于场效应管的R i 比较大,如直接测输入电压U S 和U i ,则限于测量仪器的输入电阻有限,必然会带来较大的误差。
因此为了减小误差,常利用被测放大器的隔离作用,通过测量输出电压U O 来计算输入电阻。
测量电路如图所示。
输入电阻测量电路在放大器的输入端串入电阻R ,把开关K 掷向位置1(即使R =0),测量放大器的输出电压U 01=A V U S ;保持U S 不变,再把K 掷向2(即接入R ),测量放大器的输出电压U 02。
由于两次测量中A V 和U S 保持不变,故V S iii V 02A U R R R U A U +== 由此可以求出 R U U U R 02O102i -=四.实验步骤1.检测实验所用三极管及示波器是否能够正常使用;2.由于电路图已经搭建好,接通信号源,连接示波器;3.调节电路板上的旋钮,使波形先后处于截止,饱和的状态,测量此时的GS V 、DS V 和3R V ;4.调节电路板上的旋钮,使波形处于既不截止又不饱和的状态,测量输入电阻。
场效应晶体管的分类
1. 结型场效应晶体管啊,这可就像电路中的小卫士!比如在一些音频放大器里就能看到它的身影呢。
2. 绝缘栅型场效应晶体管,那可是厉害角色,就如同精确的指挥官,在各种电子设备中掌控着电流,像电脑里就有它在默默工作哟。
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5. N 沟道场效应晶体管,不就如同勇敢的战士在电流的战场上冲锋陷阵嘛,好多电子产品可都靠它啦。
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7. 高压场效应晶体管,那就是应对大场面的强者呀!难道不是在高压环境下展现出强大的力量吗?
8. 低噪声场效应晶体管哇,就如同一个安静的守护者,悄悄地让设备安静而高效地运行,像一些精密仪器里它可重要了呢。
总之,场效应晶体管的分类丰富多样,每一种都在电子世界里有着不可替代的地位呀!。
结型场效应管工作原理场效应管简称FET,是一种可以调控电流的电子器件。
它具有低功耗、高带宽和高输入阻抗等优势,因此在模拟和数字电路中被广泛应用。
PN结型JFET由PN结与控制电极(门极)组成。
PN结由一个P型区和两个N型区组成,控制电极将外部电场应用于PN结。
在没有输入电压的情况下,JFET处于截止区,导通状态。
当外加一个负偏压(Vgs)时,控制电极中的电子从PN结中受到吸引,形成一个电子井,电子井的深度和宽度由Vgs控制。
PN结中的载流子移动会减少井的深度,导致电阻增加。
新来的电子流与减少的电子流相抵消,保持平衡。
在平衡状态下,电流保持不变,即输入电流等于输出电流。
因此,JFET被称为恒流源。
当控制电极中的电压增大,导电路径的宽度减小,电流减小。
类似地,当控制电极中的电压减小,导电路径的宽度增加,电流增加。
PN结型JFET主要有三个工作区域:截止区、三级区和饱和区。
在截止区,输入电压较低,导通电流很小。
在三级区,输入电压增大,电流增大。
在饱和区,输入电压进一步增大,电流几乎保持不变。
JFET的输人电导(gm)是指输出电流变化与输入电压变化的比例。
输入电导是一个重要的参数,用于描述JFET的电流放大特性。
输入电导又与电流平方成正比,因此平方特性也是JFET的一个重要特点。
除了上述工作原理外,JFET还具有一些特殊特性。
首先,JFET具有高输入阻抗,因此具有很好的阻抗匹配能力。
其次,JFET没有输入电流偏置,因此它几乎没有直流功耗。
此外,JFET具有极低的噪声水平,使其成为放大器、滤波器和混频器等器件的理想选择。
总之,结型场效应管通过控制电场在PN结中的分布,从而调节输出电流。
它具有恒流源特性、平方特性以及高输入阻抗等特点。
结型场效应管被广泛应用于各种电子器件中,为实现低功耗、高效率的电路设计提供了很大的便利。