場效電晶體N溝道和P溝道判斷方法

2021-05-21 15:44:53 字數 2346 閱讀 4331

場效電晶體n溝道和p溝道判斷方法

(1)         場效電晶體的極性判斷,管型判斷(如圖)

g極與d極和s極正反向均為∞

(2)         場效電晶體的好壞判斷

把數字萬用表打到二極體檔,用兩錶筆任意觸碰場效電晶體的三隻引腳,好的場效電晶體最終測量結果只有一次有讀數,並且在500左右。如果在最終測量結果中測得只有一次有讀數,並且為「0」時,須用錶筆短接場效電晶體識引腳,然後再測量一次,若又測得一組為500左右讀數時,此管也為好管。不符合以上規律的場效電晶體均為壞管。

場效電晶體的代換原則(注:只適合主機板上場效電晶體的代換)

一般主機板上採用的場效管大多為絕緣柵型增強型n溝通最多,其次是增強型p溝道,結型管和耗盡型管一般沒有,所以在代換時,只須在大小相同的情況下,n溝道代n溝道,p溝道代p溝道即可。

圖6-38 n溝道增強型場效電晶體

場效電晶體的源極和襯底通常是接在一起的(大多數場效電晶體在出廠前已聯結好)。從圖6-39(a)可以看出,漏極d和源極s之間被p型存底隔開,則漏極d和源極s之間是兩個背靠背的pn結。當柵-源電壓ugs=0時,即使加上漏-源電壓uds,而且不論uds的極性如何,總有乙個pn結處於反偏狀態,漏-源極間沒有導電溝道,所以這時漏極電流id≈0。

若在柵-源極間加上正向電壓,即ugs>0,則柵極和襯底之間的sio2絕緣層中便產生乙個垂直於半導體表面的由柵極指向襯底的電場,這個電場能排斥空穴而吸引電子,因而使柵極附近的p型襯底中的空穴被排斥,剩下不能移動的受主離子(負離子),形成耗盡層,同時p襯底中的電子(少子)被吸引到襯底表面。當ugs數值較小,吸引電子的能力不強時,漏-源極之間仍無導電溝道出現,如圖6-39(b)所示。ugs增加時,吸引到p襯底表面層的電子就增多,當ugs達到某一數值時,這些電子在柵極附近的p襯底表面便形成乙個n型薄層,且與兩個n+區相連通,在漏-源極間形成n型導電溝道,其導電型別與p襯底相反,故又稱為反型層,如圖6-39(c)所示。ugs越大,作用於半導體表面的電場就越強,吸引到p襯底表面的電子就越多,導電溝道越厚,溝道電阻越小。我們把開始形成溝道時的柵-源極電壓稱為開啟電壓,用ut表示。

圖6-39 n溝道增強型場效電晶體的溝道形成圖

由上述分析可知,n溝道增強型場效電晶體在ugs<ut時,不能形成導電溝道,場效電晶體處於截止狀態。只有當ugs≥ut時,才有溝道形成,此時在漏-源極間加上正向電壓uds,才有漏極電流id產生。而且ugs增大時,溝道變厚,溝道電阻減小,id增大。這是n溝道增強型場效電晶體的柵極電壓控制的作用,因此,場效電晶體通常也稱為壓控三極體。

n溝道增強型場效電晶體的輸出特性曲線和轉移特性曲線如圖6-40和圖6-41所示。

圖6-40 n溝道增強型場效電晶體的輸出特性曲線

圖6-41 n溝道增強型場效電晶體的轉移特性曲線

2.耗盡型絕緣柵場效電晶體

從結構上看,n溝道耗盡型場效電晶體與n溝道增強型場效電晶體基本相似,其區別僅在於當柵-源極間電壓ugs= 0時,耗盡型場效電晶體中的漏-源極間已有導電溝道產生,而增強型mos管要在ugs≥ut時才出現導電溝道。原因是製造n溝道耗盡型場效電晶體時,在sio2絕緣層中摻入了大量的鹼金屬正離子na+或k+(製造p溝道耗盡型場效電晶體時摻入負離子),如圖6-42(a)所示,因此即使ugs=0,在這些正離子產生的電場作用下,漏-源極間的p型襯底表面也能感應生成n溝道(稱為初始溝道),只要加上正向電壓uds,就有電流id。如果加上正的ugs,柵極與n溝道間的電場將在溝道中吸引來更多的電子,溝道加寬,溝道電阻變小,id增大。反之,ugs為負時,溝道中感應的電子減少,溝道變窄,溝道電阻變大,id減小。當ugs負向增加到某一數值時,導電溝道消失,id趨於零,該管截止,故稱為耗盡型。溝道消失時的柵-源電壓稱為夾斷電壓,用up表示,為負值。在ugs=0、ugs>0、up

gs<0的情況下均能實現對id的控制,而且仍能保持柵-源極間有很大的絕緣電阻,使柵極電流下均能實現對id的控制,而且仍能保持柵-源極間有很大的絕緣電阻,使柵極電流為零。這是耗盡型場效電晶體的乙個重要特點。

圖6-42 n溝道耗盡型場效電晶體

圖6-42(b)是n溝道耗盡型場效電晶體的代表符號。圖6-43是n溝道耗盡型場效電晶體的輸出特性曲線,圖6-44是n溝道耗盡型場效電晶體的轉移特性曲線。實驗表明,耗盡型場效電晶體的轉移特性可近似用表示為

圖6-43 n溝道耗盡型場效電晶體的輸出特性曲線

圖6-44 n溝道耗盡型場效電晶體的轉移特性曲線

以上介紹了n溝道絕緣柵場效應增強型和耗盡型管,實際上p溝道也有增強型和耗盡型,其符號如圖6-45所示。

圖6-45 p溝道絕緣柵場效應電晶體

關於場效電晶體的各種引數及特性見《電路與電子技術實驗指導》附錄五。

絕緣柵場效電晶體還有乙個表示放大能力的引數,即跨導,用符號gm表示。跨導gm是當漏—源電壓uds為常數時,漏極電流的增量δid對引起這一變化的柵—源電壓δuds的比值,即

(6-23)

跨導是衡量場效應電晶體柵—源電壓對漏極電流控制能力的乙個重要引數,它的單位是μa/v或ma/v。

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