3.3.1场效应管的结构、特点及参数

  1. 电压控制电流型器件。
  1. 单极型晶体管,参与导电的是多数载流子
  1. 根据结构和制造工艺的不同,分为两大类:
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绝缘栅场效应管(MOS-FET)

结构、类型与电路符号

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电路符号
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N沟道晶体管

E-NMOS-FET/N沟道增强型绝缘栅型场效应管

了解原理才比较方便记住后面的伏安特性!
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  1. 转移特性
假定场效应管工作在截止区和放大区
开启电压,可以看到这个表达式和 无关(前提是工作在恒流区),结合下面的输出特性不难看出原因
时,
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  1. 输出特性
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输出特性可以分为三个工作区
  1. 可变电阻区
需要满足的条件是:
沟道没有预夹断,沟道较宽,可以用一个体电阻等效
显然的,UGS越大,沟道越宽,可变电阻越小,越接近于理想开关闭合的状态
  1. 放大区(恒流区,饱和区)
工作条件:
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  1. 夹断区
导电沟道消失,整个沟道被夹断,FET工作在截止状态

D-NMOS-FET/N沟道耗尽型型绝缘栅型场效应管

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简单来说,整个曲线往左边平移了,其它和增强型没有区别
从电路符号也可以看出来,源极、栅极、漏极是联通在一起的
定义使导电沟道消失所需的栅源电压 为夹断电压,记作

转移特性曲线方程相应的变为:
其中, 称为饱和漏极电流(实际上是零栅压漏极电流?
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J-NMOS-FET/N沟道结型场效应管

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和耗尽型相比,它只工作在 的部分

P沟道场效应晶体管

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也有3种类型,和N沟道完全对偶的,只是UGS、UDS的极性以及iD的方向均和N沟道晶体管相反

增强型
增强型
耗尽型
耗尽型
耗尽型
耗尽型
NMOS
PMOS
N结型
P结型
NMOS
PMOS
栅源电压VGS
负(正)
正(负)
漏源电压VDS
记忆方法:
从原理的角度去理解N增强型;N耗尽型是N增强型向左平移;N结型类似于N耗尽型,不过只能工作在第二象限
P型对偶的器件全部取反

FET主要参数

直流参数

  1. 开启电压
  1. 夹断电压
  1. 饱和漏极电流
  1. 直流输入电阻
    1. 很大, ,也就是说栅极不导电

交流参数

  1. 跨导(互导)
地位近似于三极管中的 ,是一个动态指标,其实就是想研究uGS的变化所引起的iD的变化
从图像中可以看出来,变化肯定不均匀的;UGS越大,iD变化越快
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求导开可以得到:
其中, 是静态工作点的电流
  1. 交流输出电阻
动态指标,体现了放大区(恒流区)的恒流特性是否足够好
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恒流区足够理想,那么 应该无穷大

极限参数

  1. 最大漏-源电压
  1. 最大栅-源电压
  1. 最大耗散功率

3.2 场效应管放大电路

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作为控制器件而言,场效应管是电压控制器件,电压驱动的、栅极电流几乎为零,所以驱动功率很低;
但是作为开关,开关闭合之后二极管的特性更好;
IGBT结合了两者的有点,是控制系统硬件的核心

FET的直流偏置和静态工作点的计算

FET偏置电路

自给栅偏压电路(自偏压电路)

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很容易说明,这种电路是不可能截止的

分压式自偏压拓扑

“完美”的拓扑,只要选取合适的电阻参数,6种晶体管放进去都可以用(甚至三极管也可以用)
老师讲的很好!来龙去脉讲清楚了
可惜没法记下来……有时间下去推导
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注意没有打点的交叉线不连接的
注意没有打点的交叉线不连接的

静态工作点的计算

图解法求静态工作点

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估算法求静态工作点

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例题
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Z_cosy
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浙江大学电气工程学院本科生
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