场效应管及其电路分析

用场效应管(mosfet)控制电源开关的电路工作原理嘿，朋友们！咱们今天来聊聊用场效应管（MOSFET）控制电源开关的电路工作原理。

这玩意儿听起来是不是有点高大上？其实啊，没那么玄乎！先来说说场效应管是啥。

它就像是电路里的一个“智能阀门”。

普通的阀门，要么开，要么关，简单粗暴。

可场效应管这个“智能阀门”就不一样啦，它能根据输入的信号，精准地控制电流的通过量，是不是很神奇？想象一下，电流就像水流，电源就是水源，而场效应管就是控制水流大小和开关的水闸。

当我们需要电流通过的时候，就好比打开水闸，让水哗哗地流；当不需要的时候，就把水闸关上，滴水不漏。

那它到底是怎么做到精准控制的呢？这就得从场效应管的结构说起啦。

它里面有个叫“栅极”的东西，这个栅极就像是水闸的控制杆。

给栅极加上不同的电压，就相当于转动控制杆，从而改变场效应管的导通程度。

比如说，当栅极电压较低时，场效应管就像一个半开的水闸，只有少量电流能通过；当栅极电压足够高时，它就完全打开，电流可以畅通无阻。

这是不是跟咱们调节水龙头的大小有点像？在控制电源开关的电路中，场效应管的作用可大了去了。

它能快速地开启和关闭电源，反应速度那叫一个快！就好比你在跑步比赛中，听到枪声瞬间起跑一样迅速。

而且啊，场效应管的功耗还特别低。

这意味着啥？意味着它在工作的时候不会像个“电老虎”一样，吃掉太多的能量，能给咱们省电呢！再比如说，咱们的手机、电脑里都有它的身影。

如果没有场效应管这么精准地控制电源开关，咱们的设备说不定一会儿就没电啦，那得多烦人呐！总之，用场效应管控制电源开关的电路工作原理，其实就是利用它的特殊结构和特性，实现对电流的精准控制。

它就像是电路世界里的一位超级英雄，默默地守护着电流的通行，为我们的电子设备稳定运行立下了汗马功劳。

您说，这场效应管是不是特别厉害？。

第三章场效应晶体管及其电路分析题1.3.1 绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。

（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。

（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。

图题1.3.1解： (1)(a)增强型N沟道MOS管，VGS(th)≈3V,IDO≈3mA；(b)增强型P沟道MOS管，VGS(th)≈2V,IDO≈2mA；(c)耗尽型型P沟道MOS管，VGS(off)≈2V,IDSS≈2mA；(d)耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈3mA。

题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。

分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。

解：在漏极特性上某一VDS 下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了VGS和ID的大小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了。

图题1.3.3题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。

试问：（1）I DSS、V P值为多大？（2）根据给定曲线，估算当i D=1.5mA和i D=3.9mA时，g m约为多少？（3）根据g m 的定义：GSDm dv di g，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。

解： (1) I DSS =5.5mA,V GS(off)=-5V;(2) I D =1.5mA 时，gm ≈0.88ms,I D =3.9mA 时，gm ≈1.76ms;(3) V GS =-1V 时，gm ≈0.88ms,V GS =-3V 时，gm ≈1.76ms题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T 1和T 2各具有图题1.3.4的（a ）和（b ）所示的输出 特性曲线，试判断它们的类型，并粗略地估计V P 或V T 值，以及v DS =5V 时的I DSS 或 I DO 值。

和半导体三极管一样，场效应管的电路也有三种接法即共源极电路、
共漏极电路和共栅极电路。

1.共源极电路
共源极电路除有图16-13 所示的接法外，还可采用图16-14 所示的电路。

这种电路的栅偏压是由负电压UG经偏置电阻RG提供的。

该电路虽然简单.但R G不易取得过大.否则会在栅漏泄电流流过时产生较大的压降，使栅偏压发生变化.造成工作点的偏离。

共源极基本放大电路的主要参数，可由以下各式确定:
2. 共漏极电路(源极输出器)
共漏极电路如图16-15 所示。

该电路中除有源极电阻Rs提供的自偏压外，还有由R1和R2组成的分压器为栅极提供的固定栅偏压。

共漏极电路的输出与输入同相，可起到阻抗变换器的作用。

共漏极基本放大电路的主要参数可由以下各式确定:
3. 共栅极电路
共栅极电路如图16-16 所示。

偏置电路为自给偏置，当ID流经Rs 时产生压降ID·Rs，由于栅极接地，相当于源极电位比栅极高出一个ID·Rs值。

这种方法简单.栅极电压也会随信号自动调节，对工作点的稳定有好处C 该电路有良好的放大特性。

共栅极电路的输入电阻和输出电阻由下式确定:。

场效应管的作用及典型电路
一、Mosfet管的作用
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（MOSFET）是一种半导体多层效应管，它由三个极门构成：源极、汲极和控制极。

控制极之间有一层氧化膜，当控制极电压变化时，就可以改变这个氧化膜的电容，从而改变源极和汲极之间的电流。

MOSFET电路可以提供更高的效率，更小的尺寸和低功耗。

Mosfet管可以在电路中用来传输、放大、改变或控制电路的输出。

它是用来替代传统的开关管（BJT）的，它的操作要比传统的开关管更加灵活。

MOSFET的另一个优点是它可以将更高的电流压缩到更少的开关数量，从而使电路的整体尺寸减小，成本也更低。

二、Mosfet管的典型电路
1、放大器：MOSFET可用于单端放大电路，也可用于双端放大电路。

它通常被用来放大低频信号，例如声音信号。

2、开关：MOSFET可用于将电路的输出断开或接通。

它可以用来控制负载电流，也可以用来加快看门狗器件的超时脉冲。

3、控制：MOSFET也可以用来控制电路的输出电压或电流。

它可以被用来构建稳压器、电源稳压器或线性调整器。

4、线性应用：MOSFET有时也可以用作可调电阻，可以用来调节输出电压或电流。

三、总结
MOSFET是一种半导体多层效应管，由三个极门构成：源极、汲极和控制极。