为什么场效应管难以掌握,看完这篇全都懂了
很多小伙伴们对晶体管的掌握都是摸棱两可。
很大的原因就是最初的分类就没有记牢。
今天在这里我们就详细作一下晶体管的分类。
学习电子的人阻容感,晶体管,开关,电源各种英语都需要清楚的掌握。
晶体管(Transistor)是一种固体半导体器件。
包括二极管(两端子器件)、三极管、场效应管、晶闸管(三端子器件)等,有时特指双极型器件。
二极管按照用途分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管.
三极管也称为双极型晶体管。有时候大家说晶体管,习惯上会被默认为三极管,但是不够严谨。
场效应管分为结型场效应管(JFET) 和 绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。电路上常用的场效应管作为开关电源基本上都是用的MOS管。
与双极型晶体管相比,场效应管具有如下特点:
(1)场效应管是电压控制器件(双极型晶体管是电流控制器件),它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏极电流),所以场效应管是压控流器件;
(2)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻(107~1012Ω)很大。
(3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;
(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;
(5)场效应管的抗辐射能力强;
(6)由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。
大家看到场效应管分为了结型场效应管和绝缘栅场效应管(IGFET/MOSFET管),又有N沟道和P沟道,又有耗尽型和增强型。一想到分这么多种类,直接就崩溃了。
今天我们就简单捋清楚,一下子就让大家记住。
耗尽型和增强型的区别:
MOSFET既有增强型的、也有耗尽型的器件。
而结型场效应晶体管(JFET)通常只有耗尽型场效应晶体管。
耗尽型就是“常开”的一种FET ,即Vgs=0V 不需要有电压,ID漏极电流即可导通。

增强型就是“常断”的一种FET,即在0栅偏压时是不导电的器件,也就是只有当栅极电压的大小大于其阈值电压时才能出现导电沟道的场效应晶体管。

所以耗尽型和增强型的两个在图形上很好区分,就是将曲线平移。x轴过0点,有正负值即为耗尽型。
否则为增强型。
P沟道和N沟道基本上可以理解为Vgs施加正负电压。
其中P沟道为负压Vgs<0V,N沟道为正压Vgs>0V.。
P沟道施加负压,N沟道施加正压。(源极到栅极方向)

关于场效应管的符号记忆:
1.是耗尽型还是增强型:

如果三个线段为一条直线就是耗尽型。
这个也很好记忆,耗尽型本身就是在0电压的状态下就是导通的,所以默认就是一条直线为导通状态。而增强型在0电压下是不导通的,所以是三个线段。
2.源极和漏极的判断:

两头相连在一起的即为S级源极。
原因是为了将源极和衬底相连,为了使得衬底与源极不会形成PN结正偏,保持源极为低电势。(与衬底相同电势)
1、防止有电流从衬底流向流向源极和导电沟道,这里是防止衬底与源极的PN结导通,导通了的话,就会有电流从衬底的低掺杂的P型硅片流向源极的高掺杂N+区。
2、将衬底与源极相连接,两者的电位就相同了,没有正向压降,两者间的PN结就不会导通,从而就不会有电流流过PN结。
3、也可以不连接衬底与源极,但是要保证衬—源之间电压U(BS)使衬—源之间PN结反向偏置。这样也不会有电流从衬底经过PN结流向源极。
3.箭头方向:
箭头实际上衬底到沟道的PN结方向,看下面这个图,衬底实际上是在两个漏极和源极的底部。当沟道形成后PN结的方向就是此箭头的方向,也是此箭头的意义。
从而就有了箭头指向G极的是N沟道 ,箭头背向G极的是P沟道。

4.寄生二极管的方向

这个方向正好和箭头的方向是一致的。
实际上这个二极管是衬底和漏极寄生出的二极管。
一般在大功率MOS管上的工艺上自动寄生出的二极管效应,并非是有意而为之,加上去的。
这个二极管的方向是衬底到漏极的PN结方向,由于衬底和S极相同电势,即正常从S极到D极的PN结方向。
5.导通条件
P沟道,VGS<0,负压导通。
N沟道,VGS>0,正压导通
