場效應管是什么，工作原理
日期：2020-5-21 10:41:20??????點擊：??????
?來源：妙凱電子
場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效應管（JFET）因有兩個PN結而得名，絕緣柵型場效應管（JGFET）則因柵極與其它電極完整絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應管中，應用最為普遍的是MOS場效應管，簡稱MOS管（即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管，以及最近剛問世的πMOS場效應管、VMOS功率模塊等。
MOS場效應管也被稱為金屬氧化物半導體場效應管（MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor， MOSFET）。它一般有耗盡型和增強型兩種。增強型MOS場效應管可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。對于N溝道的場效應管其源極和漏極接在N型半導體上，同樣對于P溝道的場效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。場效應管的輸出電流是由輸入的電壓（或稱電場）控制，可以認為輸入電流極小或沒有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時這也是我們稱之為場效應管的原因。
結型場效應管
場效應管分結型場效應管和絕緣柵型場效應管兩種，上圖所示是結型場效應管的結構和符號，結型場效應管又分為N溝道和P溝道兩種，上圖為N溝道結構示意圖，它是在一塊N型硅棒兩端各引出一個電極，一端稱為源極S，另一端稱為漏極D；在兩側分別擴散一個高濃度雜質的P型區(qū)，形成兩個PN結（圖中橙色和灰色部分），把兩個P型區(qū)相連引出一個電極就是柵極G。
工作原理：在工作時，內(nèi)部兩個PN結施加反偏電壓VGS，在漏源之間加正向電壓VDS，漏極和源極之間只有N型溝道是電流流通的路徑。打個比喻，把溝道想像成河流，把柵極比做兩岸可以左右控制的閘門，由兩岸各有一人向中間推拉閘門，進而控制水流的大小。P溝道和N溝道原理差不多，只不過中間溝道是P型溝道，兩邊柵極是N型區(qū)，和N溝道正好相反，這里就不多說了。
絕緣柵型場效應管：
絕緣柵型場效應管又名MOS管（以下簡稱MOS管），它的柵極和源漏極之間有一層二氧化硅的絕緣層，如上圖所示。MOS管也有N溝道和P溝道兩類，但每一類又分為增強型和耗盡型兩種，因此總共有四種類型：N溝道增強型、P溝道增強型、N溝道耗盡型、P溝道耗盡型。凡是柵源電壓為零時，漏極電流也為零的管子都是增強型管。凡是柵源電壓為零時，漏極電流不為零時都屬于耗盡型管。
上圖是四種MOS管的電路符號，注意：襯底箭頭朝內(nèi)的是N溝道，襯底箭頭朝外的是P溝道。
增強型MOS管工作原理：工作時，柵源之間不加電壓時，漏源之間PN結是反向的，所以不存在導電溝道，即使漏源之間加了電壓，導電溝電是關閉的，就不會有電流通過。當柵源之間加正向電壓到一定值時，在漏源之間就會形成導電通道，使導電溝道剛剛形成的這個柵源電壓叫做開啟電壓VGS，柵源之間電壓越大，導電溝道越寬，從而使流過的電流越大。
耗盡型MOS管工作原理：工作時，柵源之間不加電壓，同增強型MOS管不同，漏源之間存在導電溝道，因此只要在漏源之間加正向電壓，就會產(chǎn)生漏極電流。并且，柵源之間加正向電壓時，導電溝道增大，加反向電壓時，導電溝道變小，流過的電流就會越小，同增強型MOS管相比，它可以在正、負值的一定范圍內(nèi)存在導電溝道。
場效應管的作用：
一、場效應管應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。
二、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
三、場效應管可以用作可變電阻。
四、場效應管可以方便地用作恒流源。
五、場效應管可以用作電子開關。
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