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结型场效应管符号、结构、原理及主要参数等知识详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2019-09-29 

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结型场效应管符号、结构、原理及主要参数等知识详解

什么是结型场效应管

结型场效应管符号与结构解析。结型场效应管(JFET,从英语junction-fet或者NIGFET,从英语non-insulated-gate-fet缩写而成)是单极场效应管中**简单的一种。它可以分n沟道或者p沟道两种。在下面的论述中主要以n沟道结型场效应管为例,在p沟道结型场效应管中n区和p区以及所有电压正负和电流方向正好颠倒过来。


结型场效应管符号与结构

结型场效应管符号与结构详解如下:


结型场效应管符号


结型场效应管是利用半导体内的电场效应工作的,分n沟道和p沟道两种。在一块n型半导体的两侧分别扩散出两个p型区,形成两个pn结,将两个p型区连接后形成一个电极g称为栅极,从n型半导体的上下两端各引出一个电极,其中s称为源极,d称为漏极,由于d、s间存在电流通道,故称为n沟道结型场效应管。p沟道结型场效应管的结构与n沟道型类似,它们的结构和电路符号如图所示。


n通道结型场效应管由一个被一个p型掺杂(阻碍层)环绕的n型掺杂组成。在n型掺杂上连有汲极(也称漏极,来自英语Drain,因此也称D极)和源极(来自英语Source,因此也称S极)。从源极到汲极的这段半导体被称为n通道。


结型场效应管符号


p区连有闸极(也称栅极,来自英语Gate,因此也成为G极)。这个极被用来控制结型场效应管,它与n通道组成一个pn二极管,因此结型场效应管与金属-氧化物-半导体场效应管类似,只不过在金属-氧化物-半导体场效应管中不是使用pn结,而是使用肖特基结(金属与半导体之间的结),在原理上结型场效应管与金属-氧化物-半导体场效应管是完全一样的。


结型场效应管符号-主要参数符号

1)夹断电压U。在UD为某一固定值下(如10V),使QS3251QG等于某一微小电流(如50mA)时,栅一源极间所加的偏压即为夹断电压,用U,表示。


2)饱和漏极电流,D在栅一源极之间的电压UG。=0的条件下,且U>U,时,对应的漏极电流称为饱和漏极电流,用,D表示,它是结型场效管所能输出的最大电流。


3)直流输入电阻Rc。直流输入电阻Rc。是在漏一源极间短路的条件下,栅一源极间加一定电压时,栅一源极间的直流电阻,用Rc。表示。


4)低频跨导当UD。为某一固定数值时,漏极电流的微小变化量与其对应的栅一源电压UG。的微小变化量之比为跨导。反映了栅源电压UG。对漏极电流,D的控制作用(相当于普通晶体管的),单位是mS(毫西)。需要指出的是,跨导g。与管子的工作电流有关,D越大,g就越大(注:跨导是电阻的倒数,毫安/伏( mA/V)与毫西( mS)表示的是一样的量纲)。


5)最大漏一源电压UD。最大漏一源电压是指漏极与源极之间的最大击穿电压,即管子沟道发生雪崩击穿引起,D急剧上升时的UD。值。UD。的大小与UG。有关,对N沟道而言,IU。I的值越大,则UD,越小。


结型场效应管原理解析


结型场效应管符号

n沟道输出特性曲线场


假如栅极没有被连上的话n沟道就像一个电阻一样。也就是说在栅极没有电压的情况下结型场效应管是导电的。假如栅极与源极连在一起,而源极和汲极之间加上了UDS的电压的话那么流过n沟道的电流随电压不断提高,直到沟道被**夹断位置。这个电压被称为夹断电压Up。即使UDS继续升高,漏电流ID几乎不变。夹断不再提高,而只是横向扩大,也就是说电压的继续提高被沟道吸收了。一般来说这是结型场效应管的工作区域,这个时候的漏电流被标志为IDSS。整个三极管在这个状态下可以被当作一个恒电流源使用,其电流为IDSS。


结型场效应管符号

结型场效应管夹断和控制的原理


要夹止通道需要逆向偏压。甚至同一型号的元件的夹止电压也可能差异很大,一般在0.3至10伏之间。


假如在栅极和源极之间施一负电压的话则闸源二极管之间的耗尽区更加扩大。沟道的宽度和长度均可以被改变[1][2][3]。这样一来可以达到控制效应,这个效应与双极性晶体管的原理类似。在输出特性曲线上可以看得出电流水平的部分的值变小。在这种情况下提高源漏电压也只能很小地改变漏电流。


结型场效应管符号

通过RS控制工作点以及温度补偿


像真空管一样工作点的选择可以很容易地通过使用源电阻或者施加负闸源电压达到。


结型场效应管的应用

与双极性晶体管相比结型场效应管在一千赫以下噪声小得多。在高频时假如源电阻高于约100千欧姆至一兆欧姆的情况下结型场效应管也比较有效。


结型场效应管可以被用来做恒流集成二极管或者定值电阻。


结型场效应管还在低频和高频中被用来调节信号电压、在信号强度高的情况下被用作混频器以及被用作逆向电流低的信号二极管。


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