结型场效应管分类及结构
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结型场效应管(JFET)得结构与工作原理1、JFET得结构与符号N沟道JFETP沟道JFET2、工作原理(以N沟道JFET为例)N沟道JFET工作时,必须在栅极与源极之间加一个负电压-—VGS<0,在D-S间加一个正电压——V DS>0、栅极—沟道间得PN结反偏,栅极电流iG≈0,栅极输入电阻很高(高达107Ω以上).N沟道中得多子(电子)由S向D运动,形成漏极电流iD。
i D得大小取决于VDS得大小与沟道电阻。
改变VGS可改变沟道电阻,从而改变i D。
主要讨论V GS对i D得控制作用以及VDS对iD得影响。
①栅源电压VGS对i D得控制作用当VGS〈0时,PN结反偏,耗尽层变宽,沟道变窄,沟道电阻变大,ID减小;VGS更负时,沟道更窄,I D更小;直至沟道被耗尽层全部覆盖,沟道被夹断,ID≈0。
这时所对应得栅源电压V GS称为夹断电压VP。
②漏源电压VDS对i D得影响在栅源间加电压V GS<0,漏源间加正电压VDS > 0。
则因漏端耗尽层所受得反偏电压为V GD=V GS-V DS,比源端耗尽层所受得反偏电压V GS大,(如:VGS=-2V, V DS =3V,V P=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为V GD=—5V,源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端得耗尽层比源端宽,沟道比源端窄,故V DS对沟道得影响就是不均匀得,使沟道呈楔形。
当V DS增加到使VGD=VGS-VDS=V P时,耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。
当V DS继续增加时,预夹断点下移,夹断区向源极方向延伸。
由于夹断处电阻很大,使VDS主要降落在该区,产生强电场力把未夹断区得载流子都拉至漏极,形成漏极电流ID.预夹断后I D基本不随VDS增大而变化。
①V GS对沟道得控制作用当V GS<0时,PN结反偏→耗尽层加厚→沟道变窄。
VGS继续减小,沟道继续变窄.当沟道夹断时,对应得栅源电压V GS称为夹断电压V P(或VGS(off) ).对于N沟道得JFET,VP〈0.②V DS对沟道得控制作用当VGS=0时,V DS→ID., G、D间PN结得反向电压增加,使靠近漏极处得耗尽层加宽,沟道变窄,从上至下呈楔形分布。
什么是结型场效应管场效应管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。
它不仅具有双极型三极管的体积小,重量轻,耗电少,寿命长等优点,而且还具有输入电阻高,热稳定性好,抗辐射能力强,噪声低,制造工艺简单,便于集成等特点.因而,在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用.根据结构和工作原理不同,场效应管可分为两大类: 结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。
在两个高掺杂的P区中间,夹着一层低掺杂的N区(N区一般做得很薄),形成了两个PN结。
在N区的两端各做一个欧姆接触电极,在两个P区上也做上欧姆电极,并把这两个P 区连起来,就构成了一个场效应管。
从N型区引出的两个电极分别为源极S和漏极D,从两个P区引出的电极叫栅极G,很薄的N区称为导电沟道。
结型场效应管分类:N沟道和P沟道两种。
如下图所示为N沟道管的结构和符号。
如右图所示为N沟道结型场效应管的结构示意图。
N沟道结型场效应管正常工作时,在漏-源之间加正向电压,形成漏极电流。
<0,耗尽层承受反向电压,既保证栅-源之间内阻很高,又实现对沟道电流的控制。
★=0时,对导电沟道的控制作用,如下图所示。
◆=0时,=0,耗尽层很窄,导电沟道很宽。
◆│增大时,耗尽层加宽,沟道变窄,沟道电阻增大。
◆│增大到某一数值时,耗尽层闭合,沟道消失,沟道电阻趋于无穷大,称此时的值为夹断电压。
★为~0中某一固定值时,对漏极电流的影响▲=0,由所确定的一定宽的导电沟道,但由于d-s间电压为零,多子不会产生定向移动,=0。
▲>0,有电流从漏极流向源极,从而使沟道各点与栅极间的电压不再相等,沿沟道从源极到漏极逐渐增大,造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边的宽。
如下图(a)所示。
▲从零逐渐增大时,=- 逐渐减小,靠近漏极一边的导电沟道随之变窄。
电流随线性增大。
▲增大,使=,漏极一边耗尽层出现夹断区,称=为预夹断。
▲继续增大,<,夹断区加长。
三极管与结型场效应管概述及解释说明1. 引言1.1 概述三极管和结型场效应管是现代电子技术中最常用的两种电子元件。
它们在电子设备中扮演着重要的角色,起到放大、开关和调节电流等功能。
本文将对三极管和结型场效应管进行概述,并比较它们之间的区别和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、三极管的概述、结型场效应管的概述、三极管与结型场效应管之间的比较以及结论和总结。
在接下来的内容中,我们将详细介绍这些内容以帮助读者更好地理解三极管和结型场效应管。
1.3 目的本文旨在全面介绍三极管和结型场效应管的原理、特点和应用,并通过比较它们之间的差异来帮助读者了解如何选择合适的元件来满足特定的需求。
此外,本文还会展望未来这两种元件在电子领域中可能存在的发展趋势和研究方向。
通过阅读本文,读者将能够对三极管和结型场效应管有更深入的认识,以在实际应用中做出明智的选择和决策。
2. 三极管的概述:2.1 原理及特点:三极管是一种电子器件,由PNP或NPN型晶体管构成。
它的基本原理是通过不同控制信号的变化来改变电流和电压的放大作用。
三极管具有增益高、工作稳定等特点,被广泛应用于放大、开关以及时钟电路等领域。
2.2 三极管的分类:根据结构和工作原理,三极管可分为常规PNP和NPN型三极管、功率三极管以及场效应晶体管。
常规PNP和NPN型三极管中,PNP型在基区加正电压时控制主流进入集电区,而NPN型则是通过负电压控制主流。
功率三极管通常用于高频放大器、发射机及功率放大器等需要处理较大功率信号的场合。
场效应晶体管是另一类重要的三极管类型, 它根据结构和工作原理分为增强型场效应晶体管(n-channel MOSFET)和耗尽型场效应晶体管(p-channel MOSFET)两种。
2.3 三极管的应用:由于其高度可控性和放大能力,在电子领域中广泛应用。
三极管可作为放大器使用,将弱信号放大到足够的大小以便驱动其他元件。
此外,它们还常用于开关电路中,通过控制输入信号来控制输出电流的通断。
结型场效应管p沟道的工作原理结型场效应管(p沟道)是一种重要的电子器件,广泛应用于电子电路中。
它的工作原理基于半导体物理学和电子学的知识,通过对电场的调控来实现信号的放大和开关控制。
本文将深入探讨结型场效应管(p沟道)的工作原理,从浅入深地讲解其结构、原理及应用。
一、结型场效应管(p沟道)的结构结型场效应管(p沟道)的结构主要由四部分组成:栅电极、漏极、源极和沟道。
沟道通常是由p型半导体材料构成,它位于栅电极和漏极之间,起到连接二者的桥梁作用。
二、结型场效应管(p沟道)的工作原理结型场效应管(p沟道)的工作原理可以简单概括为:通过改变栅电极和源极之间的电势差,以及沟道内的电荷分布,来控制沟道的电导率。
当栅电极和源极之间电势差(也称为栅源电压)小于阈值电压时,沟道处于截止状态,即电导率很低,几乎没有电流流过。
而当栅源电压超过阈值电压时,电荷会在沟道中形成一个导电通道,此时沟道处于导通状态,从而允许电流在漏极和源极之间流动。
三、结型场效应管(p沟道)的优缺点结型场效应管(p沟道)具有许多优点,如低功耗、输入阻抗高、噪声低等,适用于低频和中频信号放大以及开关控制应用。
然而,与n沟道场效应管相比,结型场效应管(p沟道)的主要缺点是易受极性效应和温度影响,且其性能受限。
四、结型场效应管(p沟道)的应用领域和前景结型场效应管(p沟道)广泛应用于各个领域,如通信、计算机、消费电子等。
随着技术的不断发展和改进,结型场效应管(p沟道)的性能正在逐渐提高,为电子电路设计提供了更多的选择。
未来,结型场效应管(p沟道)有望在功率放大、射频应用等方面发挥更重要的作用。
五、个人观点和理解结型场效应管(p沟道)作为一种重要的电子器件,其工作原理深深地吸引了我。
通过控制电势差和电荷分布,结型场效应管(p沟道)能够实现信号的放大和开关控制,为电子电路提供了许多便利。
然而,作为一个写手,我认为我们应该不断关注和研究更先进的器件和技术,以推动电子技术的发展。
场效应管及其参数符号意义场效应管(英缩写FET)是电压控制器件,它由输入电压来控制输出电流的变化。
它具有输入阻抗高噪声低,动态范围大,温度系数低等优点,因而广泛应用于各种电子线路中。
供应信息需求信息一、场效应管的结构原理及特性场效应管有结型和绝缘栅两种结构,每种结构又有N沟道和P沟道两种导电沟道。
1、结型场效应管(JFET)(1)结构原理它的结构及符号见图1。
在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极,又在硅棒的两侧各做一个P区,形成两个PN结。
在P区引出电极并连接起来,称为栅极Go这样就构成了N型沟道的场效应管图1、N沟道结构型场效应管的结构及符号由于PN结中的载流子已经耗尽,故PN基本上是不导电的,形成了所谓耗尽区,从图1中可见,当漏极电源电压ED一定时,如果栅极电压越负,PN结交界面所形成的耗尽区就越厚,则漏、源极之间导电的沟道越窄,漏极电流ID就愈小;反之,如果栅极电压没有那么负,则沟道变宽,ID变大,所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化,就是说,场效应管是电压控制元件。
(2)特性曲线1)转移特性图2(a)给出了N沟道结型场效应管的栅压---漏流特性曲线,称为转移特性曲线,它和电子管的动态特性曲线非常相似,当栅极电压VGS=0时的漏源电流。
用IDSS表示。
VGS变负时,ID逐渐减小。
ID接近于零的栅极电压称为夹断电压,用VP表示,在0≥VGS≥VP的区段内,ID与VGS的关系可近似表示为:ID=IDSS(1-|VGS/VP|)△△)|VDS=常微(微欧)|其跨导gm为:gm=(ID/VGS式中:ID△-----漏极电流增量(微安)△-----栅源电压增量(伏)VGS图2、结型场效应管特性曲线2)漏极特性(输出特性)图2(b)给出了场效应管的漏极特性曲线,它和晶体三极管的输出特性曲线很相似。
①可变电阻区(图中I区)在I区里VDS比较小,沟通电阻随栅压VGS而改变,故称为可变电阻区。
当栅压一定时,沟通电阻为定值,ID随VDS近似线性增大,当VGS<VP时,漏源极间电阻很大(关断)。
场效应管的分类场效应管(FET)是一种电压控制电流器件。
其特点是输入电阻高,噪声系数低,受温度和辐射影响小。
因而特别使用于高灵敏度、低噪声电路中。
场效应管的种类很多,按结构可分为两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET).结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种。
绝缘栅场效应管主要指金属--氧化物--半导体场效应管(MOS管)。
MOS管又分为“耗尽型”和“增强型”两种,而每一种又分为N沟道和P 沟道。
结型场效应管是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流的,输入电阻(105~1015)之间;绝缘栅型是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄从而控制电流的大小,其输入阻抗很高(栅极与其它电极互相绝缘)。
它在硅片上的集成度高,因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。
场效应管的型号命名方法现行场效应管有两种命名方法。
第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。
第二位字母代表材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。
例如,3DJ6D 是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。
例如CS14A、CS45G等。
场效应管所有厂家的中英文对照表在场效应管对照表中,收编了美国、日本及欧洲等近百家半导体厂家生产的结型场效应晶体管(JFET)、金属氧化物半导体场次晶体管(MOSFET)、肖特基势垒控制栅场效应晶体管(SB)、金属半导体场效应晶体管(MES)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、静电感应晶体管(SIT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等属于场效应晶体管系列的单管、对管及组件等,型号达数万种之多。
每种型号的场效应晶体管都示出其主要生产厂家、材料与极性、外型与管脚排列、用途与主要特性参数。