【場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)工作原理】場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)的(de)工作原理是什么 場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)的(de)特點

場效應管的工作原理是什么

場效應管工作原理用一(yi)句話說(shuo)，就(jiu)是(shi)“漏極(ji)(ji)-源(yuan)極(ji)(ji)間(jian)流(liu)(liu)經(jing)溝(gou)(gou)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)ID，用以柵(zha)(zha)極(ji)(ji)與溝(gou)(gou)道(dao)(dao)(dao)間(jian)的(de)(de)pn結形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)反偏(pian)(pian)的(de)(de)柵(zha)(zha)極(ji)(ji)電(dian)壓(ya)控制ID”。更正確地(di)說(shuo)，ID流(liu)(liu)經(jing)通路的(de)(de)寬度，即溝(gou)(gou)道(dao)(dao)(dao)截面(mian)積，它是(shi)由pn結反偏(pian)(pian)的(de)(de)變化(hua)，產生(sheng)耗盡層(ceng)(ceng)擴展(zhan)變化(hua)控制的(de)(de)緣故。在VGS=0的(de)(de)非飽(bao)和區域(yu)，表示的(de)(de)過(guo)渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)擴展(zhan)因為不很大，根據漏極(ji)(ji)-源(yuan)極(ji)(ji)間(jian)所(suo)加(jia)VDS的(de)(de)電(dian)場，源(yuan)極(ji)(ji)區域(yu)的(de)(de)某些(xie)電(dian)子被漏極(ji)(ji)拉去，即從(cong)漏極(ji)(ji)向源(yuan)極(ji)(ji)有電(dian)流(liu)(liu)ID流(liu)(liu)動。從(cong)門極(ji)(ji)向漏極(ji)(ji)擴展(zhan)的(de)(de)過(guo)度層(ceng)(ceng)將溝(gou)(gou)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)一(yi)部分構成(cheng)(cheng)堵塞型，ID飽(bao)和。將這種狀態稱(cheng)為夾斷。這意味(wei)著過(guo)渡層(ceng)(ceng)將溝(gou)(gou)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)一(yi)部分阻擋，并不是(shi)電(dian)流(liu)(liu)被切斷。

該圖片由注冊用戶"橘子de殿堂"提供，版權聲明反饋

在過(guo)渡層(ceng)由于沒有電(dian)子、空穴(xue)的(de)(de)自由移(yi)(yi)(yi)動(dong)，在理想狀態下幾乎具有絕緣特性(xing)，通(tong)(tong)常電(dian)流也難流動(dong)。但是此(ci)(ci)時(shi)漏(lou)極(ji)-源(yuan)極(ji)間(jian)的(de)(de)電(dian)場，實際上是兩(liang)個過(guo)渡層(ceng)接(jie)觸(chu)漏(lou)極(ji)與門(men)極(ji)下部(bu)附(fu)近，由于漂移(yi)(yi)(yi)電(dian)場拉去的(de)(de)高速電(dian)子通(tong)(tong)過(guo)過(guo)渡層(ceng)。因漂移(yi)(yi)(yi)電(dian)場的(de)(de)強度(du)幾乎不變產生ID的(de)(de)飽和現象。其次，VGS向負的(de)(de)方(fang)向變化，讓VGS=VGS(off)，此(ci)(ci)時(shi)過(guo)渡層(ceng)大致成為覆蓋全區(qu)域的(de)(de)狀態。而且VDS的(de)(de)電(dian)場大部(bu)分加到過(guo)渡層(ceng)上，將電(dian)子拉向漂移(yi)(yi)(yi)方(fang)向的(de)(de)電(dian)場，只有靠近源(yuan)極(ji)的(de)(de)很短部(bu)分，這更使電(dian)流不能流通(tong)(tong)。

MOS場效應管電源開關電路

MOS場效應管也(ye)被稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)金(jin)屬氧化物半(ban)導(dao)體場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)(MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)。它一般有耗盡(jin)型(xing)(xing)和增強型(xing)(xing)兩種。增強型(xing)(xing)MOS場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)可(ke)分為(wei)(wei)(wei)NPN型(xing)(xing)PNP型(xing)(xing)。NPN型(xing)(xing)通常稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)N溝(gou)道(dao)型(xing)(xing)，PNP型(xing)(xing)也(ye)叫P溝(gou)道(dao)型(xing)(xing)。對于N溝(gou)道(dao)的(de)(de)場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)其源極和漏極接在(zai)N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)體上，同(tong)樣對于P溝(gou)道(dao)的(de)(de)場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)其源極和漏極則接在(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)體上。場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)的(de)(de)輸(shu)(shu)出電(dian)流是(shi)由輸(shu)(shu)入(ru)的(de)(de)電(dian)壓（或(huo)稱(cheng)電(dian)場(chang)(chang)(chang)）控制(zhi)，可(ke)以認(ren)為(wei)(wei)(wei)輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)流極小或(huo)沒(mei)有輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)流，這(zhe)使得該器(qi)件有很(hen)高的(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)阻(zu)抗，同(tong)時這(zhe)也(ye)是(shi)我們稱(cheng)之(zhi)為(wei)(wei)(wei)場(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)應(ying)管(guan)(guan)的(de)(de)原因。

在(zai)(zai)二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)加上正(zheng)(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)壓(ya)（P端(duan)(duan)(duan)接正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，N端(duan)(duan)(duan)接負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)）時(shi)(shi)(shi)，二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)，其PN結有電(dian)(dian)流(liu)通(tong)(tong)過(guo)。這(zhe)是因為(wei)在(zai)(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)為(wei)正(zheng)(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)(shi)(shi)，N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)內的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)被吸引而(er)涌向(xiang)(xiang)加有正(zheng)(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)，而(er)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)內的(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)則(ze)朝N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)運動，從(cong)而(er)形(xing)成導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)電(dian)(dian)流(liu)。同理，當二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)加上反(fan)向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)壓(ya)（P端(duan)(duan)(duan)接負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，N端(duan)(duan)(duan)接正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)）時(shi)(shi)(shi)，這(zhe)時(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)為(wei)負(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)壓(ya)，正(zheng)(zheng)(zheng)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)被聚(ju)集在(zai)(zai)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)，負(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)則(ze)聚(ju)集在(zai)(zai)N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)端(duan)(duan)(duan)，電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)不移動，其PN結沒有電(dian)(dian)流(liu)通(tong)(tong)過(guo)，二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)截(jie)止。在(zai)(zai)柵極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)沒有電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)(shi)(shi)，由(you)前(qian)面分析可知，在(zai)(zai)源極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與(yu)漏(lou)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之間不會有電(dian)(dian)流(liu)流(liu)過(guo)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)處與(yu)截(jie)止狀態（圖7a）。當有一個正(zheng)(zheng)(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)加在(zai)(zai)N溝道的(de)(de)MOS場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)柵極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上時(shi)(shi)(shi)，由(you)于電(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作用，此(ci)時(shi)(shi)(shi)N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)源極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和漏(lou)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)被吸引出來而(er)涌向(xiang)(xiang)柵極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，但由(you)于氧(yang)化膜的(de)(de)阻擋，使(shi)得(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)聚(ju)集在(zai)(zai)兩個N溝道之間的(de)(de)P型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)中（見圖7b），從(cong)而(er)形(xing)成電(dian)(dian)流(liu)，使(shi)源極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和漏(lou)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之間導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)通(tong)(tong)。可以(yi)想像(xiang)為(wei)兩個N型(xing)(xing)半(ban)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)之間為(wei)一條溝，柵極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)建立(li)相當于為(wei)它們之間搭(da)了(le)一座橋梁，該(gai)橋的(de)(de)大小(xiao)由(you)柵壓(ya)的(de)(de)大小(xiao)決定。

C-MOS場效應管

電路將一個增強型P溝道MOS場效應管和一個增強型N溝道MOS場效應管組合在一起使(shi)用。當(dang)輸(shu)入端(duan)(duan)為低電(dian)(dian)(dian)(dian)平時(shi)(shi)(shi)，P溝道(dao)MOS場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)導(dao)通(tong)，輸(shu)出端(duan)(duan)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源正(zheng)(zheng)極(ji)接通(tong)。當(dang)輸(shu)入端(duan)(duan)為高電(dian)(dian)(dian)(dian)平時(shi)(shi)(shi)，N溝道(dao)MOS場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)導(dao)通(tong)，輸(shu)出端(duan)(duan)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源地接通(tong)。在該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)路中，P溝道(dao)MOS場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)和N溝道(dao)MOS場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)總是在相(xiang)反的狀(zhuang)態(tai)下工作，其相(xiang)位輸(shu)入端(duan)(duan)和輸(shu)出端(duan)(duan)相(xiang)反。通(tong)過這種工作方式我們可(ke)以(yi)獲得較大的電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)輸(shu)出。同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)由于漏(lou)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的影響，使(shi)得柵(zha)壓在還(huan)沒有(you)到0V，通(tong)常(chang)在柵(zha)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓小于1到2V時(shi)(shi)(shi)，MOS場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)既被關(guan)斷。不(bu)同(tong)(tong)場(chang)效應(ying)(ying)(ying)管(guan)其關(guan)斷電(dian)(dian)(dian)(dian)壓略有(you)不(bu)同(tong)(tong)。也正(zheng)(zheng)因為如此，使(shi)得該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)路不(bu)會因為兩管(guan)同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)導(dao)通(tong)而(er)造成電(dian)(dian)(dian)(dian)源短(duan)路。

場效應管的特點

（1）場(chang)效應管是(shi)電壓控制(zhi)器(qi)件，它(ta)通過VGS(柵源(yuan)電壓)來控制(zhi)ID（漏極電流）；

（2）場效應管的(de)控制輸入(ru)端電(dian)流極小，因(yin)此(ci)它(ta)的(de)輸入(ru)電(dian)阻（107～1012Ω）很(hen)大。

（3）它是利用多數(shu)載流子(zi)導(dao)電，因(yin)此它的溫度穩定性較好；

（4）它組(zu)成(cheng)的放(fang)大(da)(da)電路(lu)的電壓放(fang)大(da)(da)系(xi)數(shu)要小于三極管組(zu)成(cheng)放(fang)大(da)(da)電路(lu)的電壓放(fang)大(da)(da)系(xi)數(shu)；

（5）場效應(ying)管的抗輻射能力強；

（6）由于它不存在(zai)雜亂運(yun)動(dong)的電子擴散(san)引起的散(san)粒(li)噪(zao)聲，所(suo)以噪(zao)聲低。