威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人成app-登录

威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人成app-登录欢迎您!
网站地图|收藏大家

半导体三极管之场效应管

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2019-06-10 12:07    浏览量:

场效应管是一种电压控制型半导体器件。这种器件具有输入电阻高(10MΩ以上)、噪声低、热稳定好、抗辐射能力强等优点,在近代微电子学中得到了广泛应用。场效应管分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两大类,其中绝缘栅场效应管应用更广泛。本节只先容绝缘栅场效应管。

一、绝缘栅场效应管分类

绝缘栅场效应管是一种金属—氧化物—半导体结构的场效应管(MOSFET),简称MOS管。

绝缘栅场效应管根据导电沟道的类型分为N沟道(N型半导体)和P沟道(P型半导体)两类,根据有无原始沟道又分为增强型和耗尽型。各种绝缘栅场效应管的符号如图1-15所示。由图可以看出,外部有三个电极,分别为栅极G、源极S和漏极D,绝缘栅场效应管,底衬B在内部已与源极S相连,栅极与源极和漏极是绝缘的,与源极和漏极之间的沟道也是绝缘的。因此,它的输入电阻(栅极与源极之间)高达10 9 Ω以上。

img

图1-15 绝缘栅场效应管的符号
(a)增强型P沟道MOS(PMOS);(b)耗尽型P沟道MOS(PMOS);(c)增强型N沟道MOS(NMOS);(d)耗尽型N沟道MOS(NMOS)

二、绝缘栅场效应管的特性曲线

增强型NMOS管的典型特性曲线如图1-16所示。

img

图1-16 增强型NMOS管的典型特性曲线
(a)转移特性曲线;(b)输出特性曲线

1.转移特性曲线

绝缘栅场效应管没有栅极电流,所以没有输入特性曲线。转移特性曲线是指在一定的U DS 下,U GS 对I D 的控制特性。转移特性如图1-16(a)所示,当U GS 逐渐增大到刚刚有I D (形成导电沟道)时,所对应值称为开启电压,用U T 表示,随着U GS 的增大,I D 也随之增大。由此可见,场效应管是通过栅—源极电压的变化来控制漏极电流的变化,这就是场效应管放大作用的实质——电压控制电流源。

2.输出特性曲线

输出特性是指在U GS 一定时,I D 与U DS 之间的关系,如图1-16(b)所示,由图可以看出,特性曲线可分为三个区域:

1)可变电阻区

在靠近I D 轴(即当U DS 较小时)时,当U GS 增大时,曲线呈上升趋势,管子的漏—源极之间可等效为一个电阻,此电阻的大小随U GS 而变,故称为可变电阻区。

2)恒流区

随着U DS 增大,曲线趋于平坦,I D 不再随U DS 的增大而增大,故称为恒流区。此时I D 的大小只受U GS 控制,这正体现了场效应管电压控制电流的作用。

3)截止区(夹断区)

当U GS <U T 时,I D ≈0,漏—源极之间等效电阻极大(导电沟道被夹断),称为截止区。

三、场效应管的主要参数

1.开启电压U T 、夹断电压U P

在U DS 为一定的条件下,刚刚形成一个微弱电流I D (形成导电沟道)时,栅—源极之间所加电压称为开启电压U T 。对于耗尽型MOS管,在U DS 为一定的条件下,刚刚使I D 降到0(使原始导电沟道夹断)时,栅—源极之间所加电压称为夹断电压U P

2.低频跨导g m

在U DS 一定时,漏极电流I D 与栅源电压U GS 的变化量之比定义为跨导,即

img

(1-6)

g m 是表征场效应管放大能力的重要参数(相当于BJT的电流放大系数β),g m 的大小与管子工作点的位置有关。

3.直流输入电阻R GS

栅—源极之间的电压与栅极电流之比定义为直流输入电阻R GS 。绝缘栅场效应管的R GS 可达10 9 Ω以上。

4.栅源击穿电压U (BR)GS

对于绝缘栅场效应管,U (BR)GS 是使二氧化硅绝缘层击穿的电压,击穿会造成管子损坏。

四、场效应管的主要特点

(1)场效应管是一种电压控制器件,栅极几乎不取电流,所以其直流输入电阻和交流输入电阻极高。

(2)场效应管是单极型器件,即只由一种半导体(如N沟道是N型半导体)导电,而不是利用PN结的偏置来控制电流的,不易受温度和辐射的影响。

第四节 晶闸管概况

一、晶闸管的分类

晶闸管(又叫可控硅)的种类很多,按其特性分类,有单向(直流)晶闸管、双向(交流)晶闸管、光控晶闸管等;按电流容量分类,有大功率(大于50A)、中功率(5~50A)和小功率(小于5A)晶闸管。

二、单向(直流)晶闸管

单向晶闸管的符号如图1-17所示。它有三个电极:阳极A,阴极K,门极(也称控制极)G。

img

图1-17 单向晶闸管的符号

单向晶闸管也具有单向导电性能,但导通必须同时具备两个条件:阳极和阴极间加正向电压;控制极加上一定幅度的正触发脉冲电压。

单向晶闸管导通后U AK 很小(小功率的单向晶闸管为1V左右),控制极失去作用,只有当电压U AK 反向时,单向晶闸管关断(阻断、截止)。

[例1-1] 分析图1-18所示的单向晶闸管应用电路,已知输入u i 波形和触发信号u g 的波形,试画出输出u o 波形。

img

图1-18 例1-1图

解:分三种情况讨论:

当u i 为正半周、但无触发信号时,单向晶闸管关断,没有电流通过R,u o =0。

当u i 为正半周、且有触发信号时,单向晶闸管导通,其压降很小,u o ≈u i

当u i 为过零变为负半周时,单向晶闸管关断,触发信号不起作用,u o =0。

由以上分析可画出对应输入u i 波形和触发信号u g 的波形及输出u o 波形。

三、双向晶闸管

双向晶闸管的符号如图1-19所示。它也有三个电极:第一阳极T 1 ,第二阳极T 2 ,门极(也称控制极)G,T 1 、T 2 也统称为主电极。

img

图1-19 双向晶闸管的符号

双向晶闸管可以双向导通,但导通必须同时具备两个条件:

阳极和阴极间加有电压(正向或反向电压);控制极对T 1 加上一定幅度的触发脉冲电压,极性可正可负。

双向晶闸管导通后管压降(T 1 、T 2 之间压降)很小,控制极失去作用,只有当主电极(T 1 、T 2 )之间的电压减小到零并反向时,双向晶闸管才关断(阻断、截止)。

[例1-2] 分析图1-20所示的双向晶闸管应用电路,已知输入u i 波形和触发信号u g 的波形,试画出输出u o 波形。

img

图1-20 例1-2图

解:u i 不论是正半周还是负半周,只要有触发信号,双向晶闸管就导通,u o ≈u i

当u i 为由正半周变为负半周或由负半周变为正半周时,双向晶闸管关断,u o =0。

由以上分析可画出对应输入u i 波形和触发信号u g 的波形,以及输出u o 波形。

相关资讯推荐

关注官方微信

Copyright ? 威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人成app-登录 版权所有 地址:深圳市龙岗区坪地街道新联中路17号



威尼斯人棋牌|威尼斯欢乐娱人成app

XML 地图 | Sitemap 地图