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什么是MOS场效应晶体管(FET)的类型及MOS管工作原理

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2020-05-20 浏览:-

湖南快乐十分什么是MOS场效应晶体管(FET)的类型及MOS管工作原理

湖南快乐十分场效应晶体管或FET是晶体管,其中输出电流由电场控制。FET有时被称为单极晶体管,因为它涉及单载波型操作。FET晶体管的基本类型与BJT 晶体管基础完全不同。FET是三端子半导体器件,具有源极,漏极和栅极端子。

MOS场效应晶体管

场效应晶体管

电荷载流子是电子或空穴,它们通过有源沟道从源极流到漏极。从源极到漏极的这种电子流由施加在栅极和源极端子上的电压控制。

FET晶体管的类型

FET有两种类型--JFET或MOSFET。

结FET

MOS场效应晶体管

结型FET

湖南快乐十分结FET晶体管是一种场效应晶体管,可用作电控开关。电能流过源极与漏极端子之间的有源沟道。通过向栅极端子施加反向偏压,沟道变形,从而完全切断电流。

结FET晶体管有两种极性:

N-沟道JFET

MOS场效应晶体管

N沟道JFET

N沟道JFET由n型棒构成,在其两侧掺杂有两个p型层。电子通道构成器件的N通道。在N沟道器件的两端形成两个欧姆接触,它们连接在一起形成栅极端子。

湖南快乐十分源极和漏极端子取自棒的另外两侧。源极和漏极端子之间的电位差称为Vdd,源极和栅极端子之间的电位差称为Vgs。电荷流动是由于电子从源极到漏极的流动。

每当在漏极和源极端子上施加正电压时,电子从源极“S”流到漏极“D”端子,而传统的漏极电流Id流过漏极到源极。当电流流过器件时,它处于导通状态。

当负极性电压施加到栅极端子时,在沟道中产生耗尽区。沟道宽度减小,因此增加了源极和漏极之间的沟道电阻。由于栅极源极结是反向偏置的,并且器件中没有电流流动,因此它处于关闭状态。

因此,基本上如果在栅极端子处施加的电压增加,则较少量的电流将从源极流到漏极。

N沟道JFET具有比P沟道JFET更大的导电性。因此,与P沟道JFET相比,N沟道JFET是更有效的导体。

P沟道JFET

trzvp2106P沟道JFET由P型棒构成,在其两侧掺杂n型层。通过在两侧连接欧姆接触来形成栅极端子。与N沟道JFET一样,源极和漏极端子取自棒的另外两侧。在源极和漏极端子之间形成由作为电荷载流子的空穴组成的AP型沟道。

MOS场效应晶体管

P沟道JFET棒

施加到漏极和源极端子的负电压确保从源极到漏极端子的电流流动,并且器件在欧姆区域中操作。施加到栅极端子的正电压确保了沟道宽度的减小,从而增加了沟道电阻。更正的是栅极电压; 流过设备的电流越少。

湖南快乐十分p沟道结型FET晶体管的特性

湖南快乐十分下面给出p沟道结型场效应晶体管的特性曲线和晶体管的不同工作模式。

MOS场效应晶体管

p沟道结FET晶体管的特性

湖南快乐十分截止区域:当施加到栅极端子的电压足够正以使沟道宽度最小时,没有电流流动。这导致设备处于切断区域。

湖南快乐十分欧姆区:流过器件的电流与施加的电压成线性比例,直到达到击穿电压。在该区域中,晶体管显示出对电流的一些阻力。

饱和区:当漏源电压达到一个值,使得流过器件的电流随漏源电压恒定并且仅随栅源电压变化,该器件称为饱和区。

湖南快乐十分击穿区域:当漏极源极电压达到导致耗尽区域击穿的值,导致漏极电流突然增加时,该器件被称为击穿区域。当栅极源极电压更正时,对于较低的漏极源电压值,可以提前达到该击穿区域。

MOSFET晶体管

MOS场效应晶体管

MOSFET晶体管

湖南快乐十分MOSFET晶体管顾名思义是p型(n型)半导体棒(具有扩散到其中的两个重掺杂n型区域),其表面上沉积有金属氧化物层,并且从该层取出空穴以形成源极和漏极端子。在氧化物层上沉积金属层以形成栅极端子。场效应晶体管的基本应用之一是使用MOS晶体管作为开关。

这种类型的FET晶体管具有三个端子,即源极,漏极和栅极。施加到栅极端子的电压控制从源极到漏极的电流流动。金属氧化物绝缘层的存在导致器件具有高输入阻抗。

基于工作模式的MOSFET晶体管类型

MOSFET晶体管是最常用的场效应晶体管类型。MOSFET工作以两种模式实现,基于哪种MOSFET晶体管被分类。增强模式下的MOSFET工作包括逐渐形成沟道,而在耗尽型MOSFET中,它由已经扩散的沟道组成。MOSFET的高级应用是CMOS。

增强型MOSFET晶体管

湖南快乐十分当负电压施加到MOSFET的栅极端子时,带正电荷的载流子或空穴在氧化物层附近更多地累积。从源极到漏极端子形成沟道。

MOS场效应晶体管

增强型MOSFET晶体管

湖南快乐十分随着电压变得更负,沟道宽度增加并且电流从源极流到漏极端子。因此,随着施加的栅极电压的电流“增强”,该器件被称为增强型MOSFET。

湖南快乐十分耗尽型MOSFET晶体管

耗尽型MOSFET由在漏极 - 源极端子之间扩散的沟道组成。在没有任何栅极电压的情况下,由于沟道,电流从源极流向漏极。

MOS场效应晶体管

湖南快乐十分耗尽型MOSFET晶体管

当该栅极电压为负时,正电荷在沟道中累积。

湖南快乐十分这导致通道中的耗尽区域或不动电荷区域并阻碍电流的流动。因此,当耗尽区的形成影响电流时,该器件称为耗尽型MOSFET。

涉及MOSFET作为开关的应用

湖南快乐十分控制BLDC电机的速度

MOSFET可用作开关以操作DC电机。这里使用晶体管来触发MOSFET。来自微控制器的PWM信号用于接通或断开晶体管。

MOS场效应晶体管

湖南快乐十分控制BLDC电机的速度

湖南快乐十分来自微控制器引脚的逻辑低电平信号导致OPTO耦合器工作,在其输出端产生高逻辑信号。PNP晶体管截止,因此MOSFET被触发并接通。漏极和源极端子短路,电流流向电动机绕组,使其开始旋转。PWM信号确保电机的速度控制。

驱动一系列LED:

MOS场效应晶体管

驱动一系列LED

作为开关的MOSFET操作涉及应用控制LED阵列的强度。这里,由来自外部源(如微控制器)的信号驱动的晶体管用于驱动MOSFET。当晶体管关断时,MOSFET获得电源并接通,从而为LED阵列提供适当的偏置。

使用MOSFET开关灯:

MOS场效应晶体管

使用MOSFET开关灯

湖南快乐十分MOSFET可用作开关来控制灯的开关。此外,MOSFET也使用晶体管开关触发。来自外部源(如微控制器)的PWM信号用于控制晶体管的导通,因此MOSFET接通或断开,从而控制灯的开关。

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