【場(chang)效(xiao)應管(guan)工作原(yuan)理】場(chang)效(xiao)應管(guan)的(de)工作原(yuan)理是什么 場(chang)效(xiao)應管(guan)的(de)特(te)點(dian)

場效應管的工作原理是什么

場效應管工作(zuo)原(yuan)理用(yong)一(yi)句話說(shuo)，就是(shi)“漏極(ji)-源極(ji)間流經溝道(dao)(dao)的(de)(de)ID，用(yong)以柵極(ji)與溝道(dao)(dao)間的(de)(de)pn結(jie)形成的(de)(de)反偏(pian)的(de)(de)柵極(ji)電(dian)(dian)壓控制ID”。更正確地說(shuo)，ID流經通路的(de)(de)寬度，即溝道(dao)(dao)截面積，它是(shi)由pn結(jie)反偏(pian)的(de)(de)變(bian)化，產生耗盡層擴(kuo)展變(bian)化控制的(de)(de)緣故。在VGS=0的(de)(de)非飽(bao)(bao)和(he)區域，表示的(de)(de)過(guo)渡層的(de)(de)擴(kuo)展因為不很大，根據漏極(ji)-源極(ji)間所(suo)加VDS的(de)(de)電(dian)(dian)場，源極(ji)區域的(de)(de)某(mou)些電(dian)(dian)子(zi)被漏極(ji)拉(la)去(qu)，即從漏極(ji)向(xiang)源極(ji)有電(dian)(dian)流ID流動。從門極(ji)向(xiang)漏極(ji)擴(kuo)展的(de)(de)過(guo)度層將溝道(dao)(dao)的(de)(de)一(yi)部(bu)分構成堵塞型，ID飽(bao)(bao)和(he)。將這(zhe)種狀態稱為夾斷。這(zhe)意味著過(guo)渡層將溝道(dao)(dao)的(de)(de)一(yi)部(bu)分阻擋，并不是(shi)電(dian)(dian)流被切斷。

該圖片由注冊用戶"橘子de殿堂"提供，版權聲明反饋

在過(guo)渡(du)層由于(yu)(yu)沒有電(dian)(dian)子(zi)、空穴的(de)(de)自由移動，在理想狀(zhuang)態(tai)下幾(ji)乎具有絕(jue)緣特(te)性，通常電(dian)(dian)流(liu)也(ye)難流(liu)動。但是此時漏(lou)極-源(yuan)極間的(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang)，實際(ji)上是兩個(ge)過(guo)渡(du)層接觸漏(lou)極與(yu)門(men)極下部(bu)附近，由于(yu)(yu)漂(piao)移電(dian)(dian)場(chang)(chang)拉去的(de)(de)高速電(dian)(dian)子(zi)通過(guo)過(guo)渡(du)層。因漂(piao)移電(dian)(dian)場(chang)(chang)的(de)(de)強度幾(ji)乎不變產生ID的(de)(de)飽和現象。其次，VGS向(xiang)(xiang)負的(de)(de)方向(xiang)(xiang)變化，讓VGS=VGS(off)，此時過(guo)渡(du)層大致成為(wei)覆蓋全區域的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)。而且VDS的(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang)大部(bu)分加(jia)到(dao)過(guo)渡(du)層上，將電(dian)(dian)子(zi)拉向(xiang)(xiang)漂(piao)移方向(xiang)(xiang)的(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang)，只有靠(kao)近源(yuan)極的(de)(de)很短部(bu)分，這(zhe)更使電(dian)(dian)流(liu)不能流(liu)通。

MOS場效應管電源開關電路

MOS場效應管也(ye)被稱為(wei)(wei)金屬氧化物半導(dao)體場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)。它一般有耗盡型(xing)和(he)(he)增(zeng)強型(xing)兩(liang)種。增(zeng)強型(xing)MOS場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)可(ke)分為(wei)(wei)NPN型(xing)PNP型(xing)。NPN型(xing)通常稱為(wei)(wei)N溝(gou)(gou)道型(xing)，PNP型(xing)也(ye)叫P溝(gou)(gou)道型(xing)。對于N溝(gou)(gou)道的(de)(de)場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)其(qi)源極(ji)和(he)(he)漏極(ji)接在N型(xing)半導(dao)體上，同(tong)樣對于P溝(gou)(gou)道的(de)(de)場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)其(qi)源極(ji)和(he)(he)漏極(ji)則接在P型(xing)半導(dao)體上。場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)的(de)(de)輸(shu)出電流是由(you)輸(shu)入(ru)(ru)的(de)(de)電壓（或稱電場(chang)(chang)(chang)(chang)）控制(zhi)，可(ke)以認為(wei)(wei)輸(shu)入(ru)(ru)電流極(ji)小或沒有輸(shu)入(ru)(ru)電流，這(zhe)使(shi)得該器件有很高的(de)(de)輸(shu)入(ru)(ru)阻抗(kang)，同(tong)時這(zhe)也(ye)是我們稱之為(wei)(wei)場(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)的(de)(de)原(yuan)因。

在(zai)二極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管加(jia)(jia)上正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)（P端(duan)接(jie)正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，N端(duan)接(jie)負極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)）時(shi)，二極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)，其PN結有(you)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)過(guo)(guo)。這是因(yin)為在(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)為正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)內的(de)(de)負電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)吸引(yin)而(er)(er)涌向(xiang)(xiang)加(jia)(jia)有(you)正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)，而(er)(er)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)內的(de)(de)正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)則(ze)朝N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)運動(dong)，從(cong)(cong)而(er)(er)形(xing)成(cheng)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。同理，當二極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管加(jia)(jia)上反向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)（P端(duan)接(jie)負極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，N端(duan)接(jie)正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)）時(shi)，這時(shi)在(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)為負電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)聚集在(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)，負電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)則(ze)聚集在(zai)N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)，電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)不(bu)移動(dong)，其PN結沒有(you)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)過(guo)(guo)，二極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管截止。在(zai)柵(zha)(zha)(zha)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)沒有(you)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，由(you)前面分析(xi)可(ke)知，在(zai)源(yuan)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與漏極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)間不(bu)會有(you)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)，此時(shi)場效(xiao)應管處(chu)與截止狀(zhuang)態（圖7a）。當有(you)一個正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)加(jia)(jia)在(zai)N溝(gou)(gou)道(dao)的(de)(de)MOS場效(xiao)應管柵(zha)(zha)(zha)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上時(shi)，由(you)于電(dian)(dian)場的(de)(de)作(zuo)用，此時(shi)N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)源(yuan)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和漏極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)負電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)吸引(yin)出來(lai)而(er)(er)涌向(xiang)(xiang)柵(zha)(zha)(zha)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，但由(you)于氧化膜的(de)(de)阻(zu)擋(dang)，使得電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)聚集在(zai)兩個N溝(gou)(gou)道(dao)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)中（見圖7b），從(cong)(cong)而(er)(er)形(xing)成(cheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，使源(yuan)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和漏極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)間導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)。可(ke)以想像為兩個N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)之(zhi)(zhi)間為一條溝(gou)(gou)，柵(zha)(zha)(zha)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)建(jian)立(li)相當于為它們之(zhi)(zhi)間搭了一座橋(qiao)梁，該橋(qiao)的(de)(de)大(da)小(xiao)由(you)柵(zha)(zha)(zha)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)大(da)小(xiao)決定。

C-MOS場效應管

電路將一個增強型P溝道MOS場效應管和一個增強型N溝道MOS場效應管組合在(zai)(zai)(zai)一起(qi)使用。當輸入(ru)端(duan)為(wei)(wei)低(di)電(dian)(dian)平(ping)時(shi)(shi)，P溝(gou)道(dao)(dao)MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)導(dao)通(tong)，輸出(chu)端(duan)與(yu)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)正(zheng)極(ji)接(jie)通(tong)。當輸入(ru)端(duan)為(wei)(wei)高電(dian)(dian)平(ping)時(shi)(shi)，N溝(gou)道(dao)(dao)MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)導(dao)通(tong)，輸出(chu)端(duan)與(yu)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)地接(jie)通(tong)。在(zai)(zai)(zai)該電(dian)(dian)路(lu)中，P溝(gou)道(dao)(dao)MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)和N溝(gou)道(dao)(dao)MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)總(zong)是在(zai)(zai)(zai)相反的狀態下工作，其(qi)相位輸入(ru)端(duan)和輸出(chu)端(duan)相反。通(tong)過(guo)這種工作方式(shi)我們可以獲得較大(da)的電(dian)(dian)流輸出(chu)。同時(shi)(shi)由于漏電(dian)(dian)流的影響(xiang)，使得柵(zha)壓(ya)在(zai)(zai)(zai)還沒有到(dao)0V，通(tong)常在(zai)(zai)(zai)柵(zha)極(ji)電(dian)(dian)壓(ya)小于1到(dao)2V時(shi)(shi)，MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)既被(bei)關斷。不(bu)(bu)(bu)同場(chang)(chang)(chang)效(xiao)應管(guan)(guan)(guan)其(qi)關斷電(dian)(dian)壓(ya)略(lve)有不(bu)(bu)(bu)同。也正(zheng)因(yin)為(wei)(wei)如此，使得該電(dian)(dian)路(lu)不(bu)(bu)(bu)會因(yin)為(wei)(wei)兩管(guan)(guan)(guan)同時(shi)(shi)導(dao)通(tong)而造成電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)短路(lu)。

場效應管的特點

（1）場效應管是電壓控制器件(jian)，它通過VGS(柵源(yuan)電壓)來(lai)控制ID（漏(lou)極電流）；

（2）場(chang)效應管的控制輸入端電流(liu)極小，因(yin)此它的輸入電阻（107～1012Ω）很大(da)。

（3）它是利用(yong)多數載流子導電，因此它的溫(wen)度穩定(ding)性較好(hao)；

（4）它組成的(de)放大電(dian)路的(de)電(dian)壓(ya)放大系數(shu)(shu)要小(xiao)于三極管(guan)組成放大電(dian)路的(de)電(dian)壓(ya)放大系數(shu)(shu)；

（5）場效應(ying)管的抗(kang)輻射能力(li)強；

（6）由于它不(bu)存在雜亂運動(dong)的(de)電子擴(kuo)散(san)引起(qi)的(de)散(san)粒噪聲，所以噪聲低。