FET晶體管類型和MOS管工作原理、應(yīng)用及作用圖文解析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-06-04
FET，也稱為單極晶體管，是用于控制器件電性能的晶體管。FET具有非常高的輸入阻抗（在JFET的情況下為100兆歐姆，在MOSFET的情況下為10 4至10 9兆歐），普通晶體管的主要缺點(diǎn)即輸入阻抗低，從而加載了信號(hào)源在FET中。因此，F(xiàn)ET是幾乎在每種可以使用晶體管的應(yīng)用中使用的理想器件。FET由于其高輸入阻抗而被廣泛用作示波器，電子電壓表和其他測(cè)量和測(cè)試設(shè)備中的輸入放大器。
1. 由于FET芯片與BJT芯片相比占據(jù)非常小的空間，因此FET廣泛用于IC中。
2. FET用作運(yùn)算放大器（運(yùn)算放大器）和音調(diào)控制等中的電壓可變電阻器（WR），用于FM和TV接收器以及邏輯電路中的混頻器操作。
3. FET通常用于數(shù)字開(kāi)關(guān)電路，盡管它們的工作速度較低。
FET有兩種類型--JFET或MOSFET。
結(jié)FET晶體管是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可用作電控開(kāi)關(guān)。電能流過(guò)源極與漏極端子之間的有源溝道。通過(guò)向柵極端子施加反向偏壓，溝道變形，從而完全切斷電流。
結(jié)FET晶體管的兩種極性
N-溝道JFET
N溝道JFET由n型棒構(gòu)成，在其兩側(cè)摻雜有兩個(gè)p型層。電子通道構(gòu)成器件的N通道。在N溝道器件的兩端形成兩個(gè)歐姆接觸，它們連接在一起形成柵極端子。源極和漏極端子取自棒的另外兩側(cè)。源極和漏極端子之間的電位差稱為Vdd，源極和柵極端子之間的電位差稱為Vgs。電荷流動(dòng)是由于電子從源極到漏極的流動(dòng)。
每當(dāng)在漏極和源極端子上施加正電壓時(shí)，電子從源極“S”流到漏極“D”端子，而傳統(tǒng)的漏極電流Id流過(guò)漏極到源極。當(dāng)電流流過(guò)器件時(shí)，它處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)負(fù)極性電壓施加到柵極端子時(shí)，在溝道中產(chǎn)生耗盡區(qū)。溝道寬度減小，因此增加了源極和漏極之間的溝道電阻。由于柵極源極結(jié)是反向偏置的，并且器件中沒(méi)有電流流動(dòng)，因此它處于關(guān)閉狀態(tài)。
因此，基本上如果在柵極端子處施加的電壓增加，則較少量的電流將從源極流到漏極。N溝道JFET具有比P溝道JFET更大的導(dǎo)電性。因此，與P溝道JFET相比，N溝道JFET是更有效的導(dǎo)體。
P溝道JFET
trzvp2106P溝道JFET由P型棒構(gòu)成，在其兩側(cè)摻雜n型層。通過(guò)在兩側(cè)連接歐姆接觸來(lái)形成柵極端子。與N溝道JFET一樣，源極和漏極端子取自棒的另外兩側(cè)。在源極和漏極端子之間形成由作為電荷載流子的空穴組成的AP型溝道。
P溝道JFET棒
施加到漏極和源極端子的負(fù)電壓確保從源極到漏極端子的電流流動(dòng)，并且器件在歐姆區(qū)域中操作。施加到柵極端子的正電壓確保了溝道寬度的減小，從而增加了溝道電阻。更正的是柵極電壓; 流過(guò)設(shè)備的電流越少。
下面給出p溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性曲線和晶體管的不同工作模式。
截止區(qū)域：當(dāng)施加到柵極端子的電壓足夠正以使溝道寬度最小時(shí)，沒(méi)有電流流動(dòng)。這導(dǎo)致設(shè)備處于切斷區(qū)域。
歐姆區(qū)：流過(guò)器件的電流與施加的電壓成線性比例，直到達(dá)到擊穿電壓。在該區(qū)域中，晶體管顯示出對(duì)電流的一些阻力。
飽和區(qū)：當(dāng)漏源電壓達(dá)到一個(gè)值，使得流過(guò)器件的電流隨漏源電壓恒定并且僅隨柵源電壓變化，該器件稱為飽和區(qū)。
擊穿區(qū)域：當(dāng)漏極源極電壓達(dá)到導(dǎo)致耗盡區(qū)域擊穿的值，導(dǎo)致漏極電流突然增加時(shí)，該器件被稱為擊穿區(qū)域。當(dāng)柵極源極電壓更正時(shí)，對(duì)于較低的漏極源電壓值，可以提前達(dá)到該擊穿區(qū)域。
MOSFET晶體管顧名思義是p型（n型）半導(dǎo)體棒（具有擴(kuò)散到其中的兩個(gè)重?fù)诫sn型區(qū)域），其表面上沉積有金屬氧化物層，并且從該層取出空穴以形成源極和漏極端子。在氧化物層上沉積金屬層以形成柵極端子。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本應(yīng)用之一是使用MOS晶體管作為開(kāi)關(guān)。
這種類型的FET晶體管具有三個(gè)端子，即源極，漏極和柵極。施加到柵極端子的電壓控制從源極到漏極的電流流動(dòng)。金屬氧化物絕緣層的存在導(dǎo)致器件具有高輸入阻抗。
MOSFET晶體管是最常用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管類型。MOSFET工作以兩種模式實(shí)現(xiàn)，基于哪種MOSFET晶體管被分類。增強(qiáng)模式下的MOSFET工作包括逐漸形成溝道，而在耗盡型MOSFET中，它由已經(jīng)擴(kuò)散的溝道組成。MOSFET的高級(jí)應(yīng)用是CMOS。
增強(qiáng)型MOSFET晶體管
當(dāng)負(fù)電壓施加到MOSFET的柵極端子時(shí)，帶正電荷的載流子或空穴在氧化物層附近更多地累積。從源極到漏極端子形成溝道。
隨著電壓變得更負(fù)，溝道寬度增加并且電流從源極流到漏極端子。因此，隨著施加的柵極電壓的電流“增強(qiáng)”，該器件被稱為增強(qiáng)型MOSFET。
耗盡型MOSFET晶體管
耗盡型MOSFET由在漏極 - 源極端子之間擴(kuò)散的溝道組成。在沒(méi)有任何柵極電壓的情況下，由于溝道，電流從源極流向漏極。
當(dāng)該柵極電壓為負(fù)時(shí)，正電荷在溝道中累積。這導(dǎo)致通道中的耗盡區(qū)域或不動(dòng)電荷區(qū)域并阻礙電流的流動(dòng)。因此，當(dāng)耗盡區(qū)的形成影響電流時(shí)，該器件稱為耗盡型MOSFET。
控制BLDC電機(jī)的速度
MOSFET可用作開(kāi)關(guān)以操作DC電機(jī)。這里使用晶體管來(lái)觸發(fā)MOSFET。來(lái)自微控制器的PWM信號(hào)用于接通或斷開(kāi)晶體管。
來(lái)自微控制器引腳的邏輯低電平信號(hào)導(dǎo)致OPTO耦合器工作，在其輸出端產(chǎn)生高邏輯信號(hào)。PNP晶體管截止，因此MOSFET被觸發(fā)并接通。漏極和源極端子短路，電流流向電動(dòng)機(jī)繞組，使其開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。PWM信號(hào)確保電機(jī)的速度控制。
驅(qū)動(dòng)一系列LED：
作為開(kāi)關(guān)的MOSFET操作涉及應(yīng)用控制LED陣列的強(qiáng)度。這里，由來(lái)自外部源（如微控制器）的信號(hào)驅(qū)動(dòng)的晶體管用于驅(qū)動(dòng)MOSFET。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，MOSFET獲得電源并接通，從而為L(zhǎng)ED陣列提供適當(dāng)?shù)钠谩?/span>
使用MOSFET開(kāi)關(guān)燈：
MOSFET可用作開(kāi)關(guān)來(lái)控制燈的開(kāi)關(guān)。此外，MOSFET也使用晶體管開(kāi)關(guān)觸發(fā)。來(lái)自外部源（如微控制器）的PWM信號(hào)用于控制晶體管的導(dǎo)通，因此MOSFET接通或斷開(kāi)，從而控制燈的開(kāi)關(guān)。
1、可應(yīng)用于放大電路。由于MOS管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。
2、很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。
3、可以用作可變電阻。
4、可以方便地用作恒流源。
5、可以用作電子開(kāi)關(guān)。
MOS管為壓控元件，你只要加到它的壓控元件所需電壓就能使它導(dǎo)通，它的導(dǎo)通就像三極管在飽和狀態(tài)一樣，導(dǎo)通結(jié)的壓降最小。這就是常說(shuō)的精典是開(kāi)關(guān)作用。去掉這個(gè)控制電壓經(jīng)就截止。我們知道MOS管對(duì)于整個(gè)供電系統(tǒng)起著穩(wěn)壓的作用，但是MOS管不能單獨(dú)使用，它必須和電感線圈、電容等共同組成的濾波穩(wěn)壓電路，才能發(fā)揮充分它的優(yōu)勢(shì)。
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