场效应管的结构原理
目前场效应管的品种很多,如果按照沟迼半导体材料的不同 ,可将场效应营分为两大类:一类是结型场效应管;另一类是绝缘栅型场效应管. 每种场效应管的结构又有N沟道和P沟道两种导电沟道.
2.1结型场效应管
在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极,又在硅棒的两侧各有一个P区,形成两个PN结。在P区引出电极并连接起米,成为栅极G。 这样就构成了N型沟道的场效应管,如图1所示:
2.2 绝缘栅型场效应管
绝缘栅型场效应答是由令展、氧化物和半导体等材料构成的 ,所以又称为金属氧化物—半导体场效应管,简称MOS场效应管。
绝缘栅型场效应管以一块P型薄硅片作为衬底,在它上面扩散有两个高杂质的N型区 ,作为源极S和漏极D。 在硅片表面覆盖了一层绝缘层 , 然后再用金属铝引出一个电极C(栅极) , 由于栅极与其他电极绝缘,所以称为绝缘栅型场效应管。 绝缘栅型场效应三极管的结构及符号如图2所示。
2.3 场效应管的分类
绝缘栅型场效应管分为N沟道耗尽型和增强型以及P沟道秏尽型和增强型四大类型。场效应管的结构如图3所示.
如果按照导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型两类。当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗尽型;当栅压为零,漏极电流为零,必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。
结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型,也有增强型。
2.4 场效应管的作用
(1)场效应管可应用于放大器。 由于场效应管放大器的输入阻抗很高,丙此耦合电容的电容量可以较小,而不必使用电解电容器.
(2)场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
(3) 场效应管可以用作可变电阻。
(4) 场效应管可以用作恒流源。
(5) 场效应管可以用作电子开关。
(6) 结型场效应管一般用于线形输出。
(7) 绝缘栅型场效应管一般用于开关输出。
2.5 场效应管的参数
场效应管的参数很多,包拓直流参数、交流参数和极限参数,但在使用时主要关注以下参数:
(1) IDSS饱和漏源电流,指在结型或者秏尽型绝缘栅型场效应管中,栅极电压UGS=O时的漏源电流。
(2) UP夹断电压。 指在结型或秏尽型绝缘栅型场效应管中 ,使漏源间刚截止时的栅极电压。
(3) UT开启电压。 指在增强型绝缘栅型场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
(斗)gM跨导。表示栅源电压UGS对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值。 gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。
(5) BUDS漏源击穿电压。 指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。
(6) PDSM最大耗散功率。这也是一项极限参数,指场效应管性能不交坏时所允许的最大漏源秏散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。IDSM最大漏源电流。它是一项极限参数,场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM。