極管的結(jié)構(gòu)及工作原理-資料下載頁
2025-01-05 15:09本頁面
【正文】 此 MOS管不導通， ID=0。MOS管處于截止區(qū)。 P PN結(jié) PN結(jié) ID=0 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 怎樣才能產(chǎn)生導電溝道呢？ 在柵極和襯底間加 UGS且與源極連在一起，由于二氧化硅絕緣層的存在，電流不能通過柵極。但金屬柵極被充電，因此聚集大量正電荷。 + － + － N+ N+ P型硅襯底 B D G S UDS=0 UGS 電場力 排斥空穴 二氧化硅層在 UGS作用下被充 電而產(chǎn)生電場 形成耗盡層 出現(xiàn)反型層 形成 導電溝道 電場吸引電子 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 導電溝道形成時，對應的柵源間電壓 UGS=UT稱為 開啟電壓 。 UT + － + － N+ N+ P型硅襯底 B D G S 當 UGSUT、 UDS≠0且較小時 UDS UGS ID 當 UGS繼續(xù)增大， UDS仍然很小且不變時， ID隨著 UGS的增大而增大。 此時增大 UDS，導電溝道出現(xiàn)梯度， ID又將 隨著 UDS的增大而增大。 直到 UGD=UGS－ UDS=UT時，相當于 UDS增加使漏極溝道縮減到導電溝道剛剛開啟的情況，稱為預夾斷 ， ID基本飽和 。 導電溝道加厚 產(chǎn)生漏極電流 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 ID + － + － N+ N+ P型硅襯底 B D G S UDS UGS 如果繼續(xù)增大 UDS，使UGDUT時，溝道夾斷區(qū)延長， ID達到最大且恒定，管子將從放大區(qū)跳出而進入飽和區(qū)。 UGD 溝道出現(xiàn)預夾斷時工作在放大狀態(tài)， 放大區(qū) ID幾乎與UDS的變化無關(guān)，只受 UGS的控制 。即 MOS管是 利用柵源電壓 UGS來控制漏極電流 ID大小 的一種 電壓控制器件 。 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 MOS管的工作過程可參看下面動畫演示： 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 3. MOS管使用注意事項 (1) MOS管中 , 有的產(chǎn)品將襯底引出，形成四個管腳。使用者可視電路需要進行連接。 P襯底接 低電位 ， N襯底接 高電位 。但當源極電位很高或很低時 , 可將源極與襯底連在一起。 (2)場效應管的漏極與源極通常可以互換，且不會對伏安特性曲線產(chǎn)生明顯影響。 注意 ：大多產(chǎn)品出廠時已將源極與襯底連在一起了，這時源極與漏極就不能再進行對調(diào)使用。 (3)MOS管不使用時 , 由于它的輸入電阻非常高 , 須將各電極短 路 , 以免受外電場作用時使管子損壞。即 MOS管在不使用時 應避免柵極懸空 ， 務必將各電極短接 。 (4)焊接 MOS管時，電烙鐵須有外接地線，用來屏蔽交流電 場，以防止損壞管子。特別是焊接絕緣柵場效應管時，最 好斷電后再焊接。 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 單極型晶體管和雙極型晶體管的性能比較 1. 場效應管的源極 S、柵極 G、漏極 D分別對應于雙極型晶體管的發(fā)射極 e、基極 b、集電極 c，它們的作用相似。 2. 場效應管是 電壓控制電流器件 ，場效應管柵極基本上不取電流，而雙極型晶體管工作時基極總要取一定的電流。所以在只允許從信號源取極小量電流的情況下，應該選用場效應管；而在允許取一定量電流時，選用雙極型晶體管進行放大可以得到比場效應管較高的電壓放大倍數(shù)。 3. 場效應管是多子導電，而雙極型晶體管則是既利用多子，又利用少子。由于少子的濃度易受溫度、輻射等外界條件的影響，因而場效應管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強。在環(huán)境條件（溫度等）變化比較劇烈的情況下，選用場效應管比較合適。 4. 場效應管的源極和襯底未連在一起時，源極和漏極可以互換使用，耗盡型絕緣柵型管的柵極電壓可正可負，靈活性比晶體管強；而雙極型晶體管的集電極與發(fā)射極由于特性差異很大而不允許互換使用。 5. 與雙極型晶體管相比，場效應管的噪聲系數(shù)較小，所以在低噪聲放大器的前級通常選用場效應管，也可以選特制的低噪聲晶體管。但總的來說，當信噪比是主要矛盾時，還應選用場效應管。 6. 場效應管和雙極型晶體管都可以用于放大或可控開關(guān)，但場效應管還可以作為壓控電阻使用，而且制造工藝便于集成化，具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點，因此在電子設(shè)備中得到廣泛的應用。 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 在使用 MOS管時，為什么柵極不能懸空？ 晶體管和 MOS管的輸入電阻有何不同？ 你會做嗎？ 當 UGS為何值時，增強型 N溝道MOS管導通？ 雙極型三極管和單極型三極管的導電機理有什么不同？為什么稱晶體管為電流 控件而稱MOS管為電壓控件？ 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 1. 雙極型三極管和單極型三極管的導電機理有什么不同？為什么稱晶體管為電流 控件而稱 MOS管為電壓控件？ 檢驗學習結(jié)果解答 2. 當 UGS為何值時，增強型 N溝道 MOS管導通？ 3. 在使用 MOS管時，為什么柵極不能懸空？ 4. 晶體管和 MOS管的輸入電阻有何不同？ 雙極型三極管有多子和少子兩種載流子同時參與導電；單極型三極管只有多子參與導電。 晶體管的輸出電流 IC受基極電流 IB的控制而變化，因此稱之為電流控件； MOS管的輸出電流 ID受柵源間電壓 UGS的控制而變化，所以稱為電壓控件。 當 UGS=UT時，增強型 N溝道MOS管開始導通，隨著 UGS的增加，溝道加寬， ID增大。 由于二氧化硅層的原因，使 MOS管具有很高的輸入電阻。在外界電壓影響下，柵極易產(chǎn)生相當高的感應電壓，造成管子擊穿，所以 MOS管在不使用時應避免柵極懸空，務必將各電極短接。 晶體管的輸入電阻 rbe一般在幾百歐～千歐左右，相對較低；而MOS管絕緣層的輸入電阻極高，一般認為柵極電流為零。 電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編 吳利斌 唐東自動化教研室 本章學習結(jié)束，希望同學們對本章內(nèi)容予以重視，因為這是電子技術(shù)中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。 Goodbye!
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