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mos场效应管和结型场效应管有什么区别(结型场效应管和mos管结构上的区别)

发布:2024-10-03 浏览:48

核心提示:MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor,即金属氧化物合成半导体的场效应晶体管),属于绝缘栅型。特点:金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。它也分N沟道管和P沟道管。通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。 MOS场效应管的基本结构和工作原理 MOS场效应三极管分为:增强型(又有N沟道、P沟道之分)及耗尽型(分有N沟道、P沟道)。

MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor,即金属氧化物合成半导体的场效应晶体管),属于绝缘栅型。
特点:金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。
它也分N沟道管和P沟道管。
通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。
MOS场效应管的基本结构和工作原理 MOS场效应三极管分为:增强型(又有N沟道、P沟道之分)及耗尽型(分有N沟道、P沟道)。
N沟道增强型MOSFET的结构示意图和符号见图1。
其中:电极 D(Drain) 称为漏极,相当双极型三极管的集电极; 电极 G(Gate) 称为栅极,相当于的基极; 电极 S(Source)称为源极,相当于发射极。
1、N沟道增强型MOSFET (1)结构 根据图1,N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。
在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。
P型半导体称为衬底,用符号B表示 (2)工作原理 ① 栅源电压VGS的控制作用 当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间的电容作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层。
耗尽层中的少子将向表层运动,但数量有限,不足以形成沟道,将漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。
进一步增加VGS,当VGS>VGS(th)时( VGS(th) 称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。
如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。
在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。
随着VGS的继续增加,ID将不断增加。
在VGS=0V时ID=0,只有当VGS>VGS(th)后才会出现漏极电流,这种MOS管称为增强型MOS管。
VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,见图2。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。
gm 的量纲为mA/V,所以gm也称为跨导。
跨导的定义式如下: gm=△ID/△VGS|VDS=const (单位mS) (1) ②漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用 当VGS>VGS(th),且固定为某一值时,来分析漏源电压VDS对漏极电流ID的影响。
VDS的不同变化对沟道的影响如图33所示。
根据此图可以有如下关系 VDS=VDG+VGS= -VGD+VGS VGD=VGS-VDS 当VDS为0或较小时,相当VGD>VGS(th),沟道分布如图3 (a),此时VDS 基本均匀降落在沟道中,沟道呈斜线分布。
在紧靠漏极处,沟道达到开启的程度以上,漏源之间有电流通过。
当VDS增加到使VGD=VGS(th)时,沟道如图3(b)所示。
这相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况,称为预夹断,此时的漏极电流ID基本饱和。
当VDS增加到VGD<VGS(th)时,沟道如图3 (c)所示。
此时预夹断区域加长,伸向S极。
VDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上, ID基本趋于不变。
当VGS>VGS(th),且固定为某一值时,VDS对ID的影响, 即iD=f(VDS)|VGS=const这一关系曲线如图4所示。
这一曲线称为漏极输出特性曲线。
2、N沟道耗尽型MOSFET N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号如图5(a)所示,它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。
所以当VGS=0时,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。
于是,只要有漏源电压,就有漏极电流存在。
当VGS>0时,将使ID进一步增加。
VGS<0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。
对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS(off)表示,有时也用VP表示。
N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线如图5(b)所示。
3、P沟道耗尽型MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。
这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。
MOS场效应管检测方法 1、准备工作 测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。
最好在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。
再把管脚分开,然后拆掉导线。
2、判定电极 将万用表拨于R&TImes;100档,首先确定栅极。
若某脚与其它脚的电阻都是无穷大,证明此脚就是栅极G。
交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。
日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S极。
3、检查放大能力(跨导) 将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。
双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。
为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。
目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。
mos场效应管和结型场效应管有什么区别 mos场效应管在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有极高的输入电阻。
结型场效应管在栅极与沟道之间是反偏的pn结形成的门极电压控制。
所以输入电阻不及mos场效应管.

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