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电工文库|绝缘栅场效应管
2017-05-26  浏览:62
水电之家讯:绝缘栅场效应管是一种金属—氧化物—半导体场效应管,简称MOS管。MOS管按工作方式分类:增强型MOS管:N 沟道, P沟道

耗尽型MOS管:N 沟道, P沟道 (一)N沟道增强型MOS管的结构和工作原理1.结构和符号:2.工作原理绝缘栅场效应管是利用电场效应来改变导电通道的宽窄,从而控制漏-源极间电流的大小。(1)感生沟道的形成:栅极和源极之间加正向电压① 在电场的作用下,可以把P型衬底表面层中多数载流子空穴全部排斥掉,形成空间电荷区。

② 当uGS增加到某一临界电压(UT)值时,吸引足够多的电子,在P型半导体的表面附近感应出一个N型层,形成反型层—-漏源之间的导电沟道。开始形成反型层的uGS称为开启电压(UT)。

uGS越高,电场越强,感应的电子越多,沟道就越宽。(2)栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用在栅源电压uGS=0时,没有导电沟道。增大VGG,使uGS=UT时形成导电沟道。uGS对iD的控制作用:uGS变大iD变大沟道宽度变宽沟道电阻变小(3)漏源电压uDS对漏极电流iD的影响当uDS较小,即uGD>>UT时,沟道宽度受uDS的影响很小,沟道电阻近似不变,iD随uDS的增加呈线性增加。

当uDS增大时,沟道各点与栅极间电压不等,使沟道从源极向漏极逐渐变窄。随着uDS增大,沟道电阻迅速增大,iD不再随uDS线性增大。

继续增大uDS ,则uGD <UT,夹断区增加,增加的uDS电压几乎全部降落在夹断区上,所以uDS虽然增加而电流基本上是恒定的。

(二)N沟道增强型MOS管的特性曲线1.输出特性输出特性是指uGS为一固定值时,iD与uDS之间的关系,即(1)可变电阻区(非饱和区)Ⅰ区对应预夹断前,uGS>UT,uDS很小,uGD>UT的情况。(2)恒流区(饱和区)Ⅱ区对应 预夹断后,uGS>UT,uDS很大,uGD<UT的情况。(3)截止区该区对应于uGS≤UT的情况2.转移特性转移特性是指uDS为固定值时,iD与uGS之间的关系,即特点:当FET工作在恒流区,不同uDS的转移特性曲线基本接近。


(UGS>UT)(三)N沟道增强型MOS管的主要参数1.直流参数(1)开启电压UT:在衬底表面感生出导电沟道所需的栅源电压。实际上是在规定的uDS条件下,增大uGS,当iD达到规定的数值时所需要的uGS值。

(2)直流输入电阻RGS:在uDS=0的条件下,栅极与源极之间加一定直流电压时,栅源极间的直流电阻。

2.交流参数(1)跨导gm(2)极间电容:栅、源极间电容Cgs和栅、漏极间电容Cgd,它影响高频性能的交流参数,应越小越好。3.极限参数(1)漏极最大允许电流IDM是指场效应管工作时,允许的最大漏极电流。(2)漏极最大耗散功率PDM是指管子允许的最大耗散功率,相当于双极型晶体管的PCM。(3)栅源极间击穿电压U(BR)GS是指在uDS=0时,栅源极间绝缘层发生击穿,产生很大的短路电流所需的uGS值。击穿将会损坏管子。(4)漏源极间击穿电压U(BR)DS是指在uDS增大时,使iD开始急剧增加的uDS值。此时不仅产生沟道中的电子参与导电,空间电荷区也发生击穿,使电流增大。(四)N沟道耗尽型MOS管1.工作原理SiO2绝缘层中掺入大量的正离子。在uGS=0时,P衬底表面已经出现反型层,存在导电沟道。

当uGS>0时感生沟道加宽,iD增大。

当uGS<0时感生沟道变窄,iD减小。

当uGS达到某一负电压值UP时,抵消了由正离子产生的电场,导电沟道消失,iD≈0,UP称为夹断电压。2.特性曲线3.主要参数(1)夹断电压UP:是指导电沟道完全夹断时所需的栅源电压。

(2)零偏漏极电流IDSS:该电流为uDS在恒流区范围内,且uGS=0V时的iD值,亦称饱和漏极电流。水电之家为您提供最全面的管材,管件,水电,电线,电工,管材水电品牌的装修知识点和各种管材水电的导购与在线购买服务,拥有最便宜的管材水电价格和最优质的售后服务,每天都有秒杀的抢购活动哦!敬请登陆水电之家:http://shuidian.jc68.com/
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