各種場效應(yīng)管的原理和特性曲線講解課件

各種場效應(yīng)管的原理和特性曲線講解課件場效應(yīng)管簡介N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管N溝道耗盡型場效應(yīng)管P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管P溝道耗盡型場效應(yīng)管場效應(yīng)管的應(yīng)用與選型contents目錄01場效應(yīng)管簡介0102場效應(yīng)管定義特點(diǎn)：輸入阻抗高、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍寬、速度快。場效應(yīng)管（Field-EffectTransistor，簡稱FET）：是一種利用電場效應(yīng)控制電流的半導(dǎo)體器件。根據(jù)導(dǎo)電溝道不同：N型和P型。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同：結(jié)型和絕緣柵型。根據(jù)工作類型不同：耗盡型和增強(qiáng)型。場效應(yīng)管分類場效應(yīng)管工作原理簡述當(dāng)外加電壓時(shí)，電場改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能，從而改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。通過改變輸入電壓，可以控制輸出電流的大小和方向，實(shí)現(xiàn)放大、開關(guān)和振蕩等功能。02N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管當(dāng)柵極電壓為零時(shí)，半導(dǎo)體表面附近的自由電子濃度較低，電阻較大，相當(dāng)于一個(gè)較大的電阻器。當(dāng)柵極電壓大于閾值電壓時(shí)，半導(dǎo)體表面附近的自由電子濃度增加，電阻減小，開始導(dǎo)電。增強(qiáng)型N溝道場效應(yīng)管是在一定條件下，通過改變半導(dǎo)體表面附近的電場來控制其導(dǎo)電性能的一種電子器件。工作原理描述柵極電壓Vgs與漏極電流Ids之間的關(guān)系。隨著Vgs的增加，Ids急劇增加。轉(zhuǎn)移特性曲線描述Ids與Vds之間的關(guān)系。在Vgs大于閾值電壓的情況下，Ids隨著Vds的增加而增加。輸出特性曲線描述Ids與Vgs之間的關(guān)系。隨著Vgs的增加，Ids增加的速度逐漸減緩。增益曲線特性曲線閾值電壓漏極電流Ids跨導(dǎo)gm直流電阻rd參數(shù)指標(biāo)01020304使半導(dǎo)體表面附近的自由電子濃度增加到開始導(dǎo)電所需的柵極電壓。在一定柵極電壓下流過漏極的電流。描述柵極電壓變化對(duì)漏極電流的影響程度，表示為Ids/Vgs。漏源之間的直流電阻，表示為Vds/Ids。03N溝道耗盡型場效應(yīng)管N溝道耗盡型場效應(yīng)管通過柵極電壓來控制源極和漏極之間的導(dǎo)電溝道。柵極控制導(dǎo)電溝道形成電流傳輸當(dāng)柵極電壓大于閾值電壓時(shí)，半導(dǎo)體材料內(nèi)的電子聚集形成導(dǎo)電溝道。導(dǎo)電溝道的形成使得源極和漏極之間可以傳輸電流。030201工作原理描述柵極電壓與漏極電流之間的關(guān)系。隨著柵極電壓的增加，漏極電流也增加。轉(zhuǎn)移特性曲線描述漏極電壓與漏極電流之間的關(guān)系。在不同的柵極電壓下，漏極電流隨漏極電壓的變化表現(xiàn)出不同的開關(guān)狀態(tài)和放大狀態(tài)。輸出特性曲線特性曲線參數(shù)指標(biāo)使導(dǎo)電溝道開始形成的柵極電壓。描述柵極電壓對(duì)漏極電流的控制能力。場效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)的電阻值，影響漏極電流的傳輸效率。場效應(yīng)管能承受的最大漏極電流，超過此值可能會(huì)損壞管子。閾值電壓跨導(dǎo)導(dǎo)通電阻最大漏極電流04P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管增強(qiáng)型P溝道場效應(yīng)管是在N型半導(dǎo)體硅片的N+區(qū)，利用擴(kuò)散工藝制作出兩個(gè)高摻雜的P+區(qū)，引出電極后，形成兩個(gè)P型硅表面，再經(jīng)過多次氧化，在表面形成一薄層二氧化硅，然后在二氧化硅上制作出電極圖形，最后經(jīng)過多次熱處理，在半導(dǎo)體的表面形成一薄層多晶硅，在多晶硅上制作出電極圖形。當(dāng)柵極不加電壓時(shí)，多晶硅呈高電阻狀態(tài)，源極與漏極之間不通。當(dāng)柵極上加正電壓時(shí)，多晶硅導(dǎo)通，源極與漏極之間導(dǎo)通。工作原理

特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線描述柵極電壓Vgs與漏極電流Ids之間的關(guān)系。隨著Vgs的增加，Ids也增加。當(dāng)Vgs達(dá)到一定值時(shí)，Ids急劇增加。輸出特性曲線描述漏極電壓Vds與漏極電流Ids之間的關(guān)系。當(dāng)Vds增加時(shí)，Ids先增加后減小。跨導(dǎo)特性曲線描述柵極電壓Vgs與漏極電流Ids對(duì)漏極電壓Vds的變化率之間的關(guān)系?？鐚?dǎo)表示了場效應(yīng)管放大信號(hào)的能力。010204參數(shù)指標(biāo)開啟電壓Vgs(th)：使Ids開始顯著增加的柵極電壓值。最大漏極電流Ids(max)：場效應(yīng)管允許的最大漏極電流。最大耗散功率P(max)：場效應(yīng)管允許的最大耗散功率。直流放大倍數(shù)：描述了柵極電壓對(duì)漏極電流的控制能力。0305P溝道耗盡型場效應(yīng)管工作原理在柵極施加電壓時(shí)，P溝道耗盡型場效應(yīng)管內(nèi)部形成N型通道，使得源極和漏極之間導(dǎo)通。電流通過源極和漏極之間的通道流動(dòng)。結(jié)構(gòu)P溝道耗盡型場效應(yīng)管由P型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，形成N型半導(dǎo)體材料的源極和漏極，以及P型半導(dǎo)體材料的柵極。特點(diǎn)P溝道耗盡型場效應(yīng)管在柵極電壓為零時(shí)，內(nèi)部沒有導(dǎo)通通道，因此不導(dǎo)電。工作原理輸出特性曲線描述漏極電流與漏極電壓之間的關(guān)系。在一定的柵極電壓下，漏極電流隨著漏極電壓的增加而增大。特性曲線的特點(diǎn)在負(fù)柵極電壓下，P溝道耗盡型場效應(yīng)管不導(dǎo)通；在正柵極電壓下，隨著電壓的增加，漏極電流逐漸增大。轉(zhuǎn)移特性曲線描述柵極電壓與漏極電流之間的關(guān)系。隨著柵極電壓的增加，漏極電流增大。特性曲線使P溝道耗盡型場效應(yīng)管導(dǎo)通的最低柵極電壓。開啟電壓允許流過P溝道耗盡型場效應(yīng)管的最高電流。最大漏極電流P溝道耗盡型場效應(yīng)管所能承受的最大功率。最大耗散功率衡量P溝道耗盡型場效應(yīng)管柵極輸入端對(duì)電流的阻抗。輸入電阻參數(shù)指標(biāo)06場效應(yīng)管的應(yīng)用與選型場效應(yīng)管可作為信號(hào)放大器，用于放大微弱信號(hào)，如音頻信號(hào)、傳感器輸出信號(hào)等。信號(hào)放大開關(guān)電路模擬電路高頻電路利用場效應(yīng)管的開關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)高速、低功耗的開關(guān)電路，如電源開關(guān)、邏輯門電路等。場效應(yīng)管在模擬電路中應(yīng)用廣泛，如運(yùn)算放大器、電壓調(diào)節(jié)器等。由于場效應(yīng)管的高頻響應(yīng)特性較好，因此在高頻電路如無線通信、雷達(dá)等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)電路需求選擇能夠承受最大電壓和電流的場效應(yīng)管。電壓和電流規(guī)格對(duì)于需要高速切換的電路，應(yīng)選擇開關(guān)速度較快的場效應(yīng)管。開關(guān)速度在放大電路中，需要選擇線性范圍較寬的場效應(yīng)管以獲得更好的放大效果。線性范圍在滿足性能要求的前提下，應(yīng)選擇功耗較低的場效應(yīng)管以降低能耗。功耗選型依據(jù)確保場效應(yīng)管的柵極、源極和漏極正確連