MOSFET場效應管全方位解析
發布者:深銘易購 ????發布時間:2019-01-18????瀏覽量:1108
MOSFET定義
場效應管晶體管簡稱場效應管(MOS),利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件。由于它僅靠半導體中的多數載流子導電,又稱單極型晶體管。
MOSFET分類
MOSFET分為兩大類:N溝道和P溝道。在功率系統中,MOSFET起到的作用相當于一個開關。當在N溝道MOSFET的柵極和源極間加上正電壓時,其開關導通。導通時,電流可經開關從漏極流向源極。漏極和源極之間存在一個內阻,稱為導通電阻RDS(ON)。
MOSFET的柵極是個高阻抗端,因此,總 是要在柵極加上一個電壓。如果柵極為懸空,器件將不能按設計意圖工作,并可能在不恰當的時刻導通或關閉,導致系統產生潛在的功率損耗。當源極和柵極間的電壓為零時,開關關閉,而電流停止通過器件。雖然這時器件已經關閉,但仍然有微小電流存在,這稱之為漏電流,即IDSS。
MOSFET工作原理
場效應管的工作原理用一句話說,就是“漏極-源極間流經溝道的ID,利用柵極與溝道間的PN結形成的反偏的柵極點壓控制ID?!备_地說,ID流經通路的寬度(溝道橫截面面積),它是由pn結反偏的變化,產生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域,表示的過渡層的擴展因為不很大,根據漏極-源極間所加VDS的電場,源極區域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動。從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型,ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋,并不是電流被切斷。
在過渡層由于沒有電子、空穴的自由移動,在理想狀態下幾乎具有絕緣特性,通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場,實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近,由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。其次,VGS向負的方向變化,讓VGS=VGS(off),此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。而且VDS的電場大部分加到過渡層上,將電子拉向漂移方向的電場,只有靠近源極的很短部分,這更使電流不能流通。
MOSFET運用
MOSFET廣泛使用在模擬電路與數字電路中,和我們的生活密不可分。MOSFET的優勢在于:首先驅動場效應管應用電路電路比較簡單。MOSFET需要的驅動電流比 BJT則小得多,而且通??梢灾苯佑?span style="font-family: Calibri;">CMOS或者集電極開路TTL驅動電路驅動;其次MOSFET的開關速度比較迅速,能夠以較高的速度工作,因為沒有電荷存儲效應;另外MOSFET沒有二次擊穿失效機理,它在溫度越高時往往耐力越強,而且發生熱擊穿的可能性越低,還可以在較寬的溫度范圍內提供較好的性 能。MOSFET已經得到了大量應用,在消費電子、工業產品、機電設備、智能手機以及其他便攜式數碼電子產品中隨處可見。
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