什么是場(chǎng)效應(yīng)管?它的作用是什么?
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以下內(nèi)容中,小編將對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的了解,和小編一起來(lái)看看吧。
一、什么是場(chǎng)效應(yīng)管
場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(metal-oxide semiconductor FET,簡(jiǎn)稱MOS-FET)。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高(107~1015Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。
與雙極型晶體管相比,場(chǎng)效應(yīng)管具有如下特點(diǎn)。
(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID(漏極電流);
(2)場(chǎng)效應(yīng)管的控制輸入端電流極小,因此它的輸入電阻(107~1012Ω)很大。
(3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;
(4)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);
(5)場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng);
(6)由于它不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。
場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)因有兩個(gè)PN結(jié)而得名,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管中,應(yīng)用最為廣泛的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管,簡(jiǎn)稱mos管(即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管,以及最近剛問世的πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導(dǎo)體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來(lái)劃分,場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。
功率場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型功率晶體管特性相比:
1、驅(qū)動(dòng)方式:場(chǎng)效應(yīng)管是電壓驅(qū)動(dòng),電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,驅(qū)動(dòng)功率小;功率晶體管是電流驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì)較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)條件選擇困難,驅(qū)動(dòng)條件會(huì)影響開關(guān)速度。
2、開關(guān)速度:場(chǎng)效應(yīng)管無(wú)少數(shù)載流子存儲(chǔ)效應(yīng),溫度影響小,開關(guān)工作頻率可達(dá)150KHz以上;功率晶體管有少數(shù)載流子存儲(chǔ)時(shí)間限制其開關(guān)速度,工作頻率一般不超過50KHz。
3、安全工作區(qū):功率場(chǎng)效應(yīng)管無(wú)二次擊穿,安全工作區(qū)寬;功率晶體管存在二次擊穿現(xiàn)象,限制了安全工作區(qū)。
4、導(dǎo)體電壓:功率場(chǎng)效應(yīng)管屬于高電壓型,導(dǎo)通電壓較高,有正溫度系數(shù);功率晶體管無(wú)論耐電壓的高低,導(dǎo)體電壓均較低,具有負(fù)溫度系數(shù)。
5、峰值電流:功率場(chǎng)效應(yīng)管在開關(guān)電源中用做開關(guān)時(shí),在啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)工作時(shí),峰值電流較低;而功率晶體管在啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)工作時(shí),峰值電流較高。
6、產(chǎn)品成本:功率場(chǎng)效應(yīng)管的成本略高;功率晶體管的成本稍低。
7、熱擊穿效應(yīng):功率場(chǎng)效應(yīng)管無(wú)熱擊穿效應(yīng);功率晶體管有熱擊穿效應(yīng)。
8、開關(guān)損耗:場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)損耗很小;功率晶體管的開關(guān)損耗比較大。
二、場(chǎng)效應(yīng)管作用
1.場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)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。
2.場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
3.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。
4.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
5.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管在電路中常用的五大作用:
1、放大作用
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)晶體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。
2、阻抗變換
場(chǎng)效應(yīng)晶體管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
3、作可變電阻
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以用作可變電阻。
4、恒流源
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以方便地用作恒流源。
5、開關(guān)管
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以用作電子開關(guān)。
最后,小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí),最后的最后,祝大家有個(gè)精彩的一天。