以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個(gè)高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通,二者總保持等電位。當(dāng)漏接電源正極,源極接電源負(fù)極并使VGS=0時(shí),溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時(shí),N溝道管開始導(dǎo)通,形成漏極電流ID。場(chǎng)效應(yīng)晶體管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分別發(fā)明,但是實(shí)用的器件一直到1952年才被制造出來(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,Junction-FET,JFET)。1960年Dawan Kahng發(fā)明了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET),從而大部分代替了JFET,對(duì)電子行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。場(chǎng)效應(yīng)管制造工藝成熟,產(chǎn)量大,成本低,有利于大規(guī)模應(yīng)用。深圳功耗低場(chǎng)效應(yīng)管
場(chǎng)效應(yīng)管主要參數(shù):1、開啟電壓,開啟電壓UT是指加強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中,使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。2、跨導(dǎo),跨導(dǎo)gm是表示柵源電壓UGS對(duì)漏極電流ID的控制才能,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gm是權(quán)衡場(chǎng)效應(yīng)管放大才能的重要參數(shù)。3、漏源擊穿電壓,漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能接受的較大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù),加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。4、較大耗散功率,較大耗散功率PDSM也是—項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的較大漏源耗散功率。運(yùn)用時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)踐功耗應(yīng)小于PDSM并留有—定余量。5、較大漏源電流,較大漏源電流IDSM是另一項(xiàng)極限參數(shù),是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí),漏源間所允許經(jīng)過的較大電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超越IDSM。深圳功耗低場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管的發(fā)展趨勢(shì)是向著高集成度、低功耗、高可靠性和多功能化方向發(fā)展。
場(chǎng)效應(yīng)管的作用:1、場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大,由于場(chǎng)效應(yīng)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、場(chǎng)效應(yīng)管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、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。4、場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。5、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。場(chǎng)效應(yīng)管的分類:場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)兩大類。按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導(dǎo)電方式:耗盡型與增強(qiáng)型,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管,而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。
效應(yīng)管與三極管的各自應(yīng)用特點(diǎn):1.場(chǎng)效應(yīng)管在源極金屬與襯底連在一起時(shí),源極和漏極可以互換使用,且特性變化不大;而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí),其特性差異很大,β值將減小很多。2.場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小,在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。3.場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開關(guān)電路,但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單,且具有耗電少,熱穩(wěn)定性好,工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn),因而被普遍用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。4.三極管導(dǎo)通電阻大,場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小,只有幾百毫歐姆,在現(xiàn)用電器件上,一般都用場(chǎng)效應(yīng)管做開關(guān)來用,他的效率是比較高的。場(chǎng)效應(yīng)管具有低噪聲、低功耗的特點(diǎn),適用于需要高靈敏度和低功耗的電子設(shè)備中。
對(duì)比:場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的各自應(yīng)用特點(diǎn):1.場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c,它們的作用相似。2.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件,由vGS控制iD,其放大系數(shù)gm一般較小,因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差;三極管是電流控制電流器件,由iB(或iE)控制iC。3.場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流(ig»0);而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的柵極輸入電阻比三極管的輸入電阻高。4.場(chǎng)效應(yīng)管是由多子參與導(dǎo)電;三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電,而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大,因而場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件(溫度等)變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管的可靠性較高,壽命長。深圳功耗低場(chǎng)效應(yīng)管
場(chǎng)效應(yīng)管在電子設(shè)備中扮演著關(guān)鍵角色。深圳功耗低場(chǎng)效應(yīng)管
合理的熱設(shè)計(jì)余量,這個(gè)就不多說了,各個(gè)企業(yè)都有自己的降額規(guī)范,嚴(yán)格執(zhí)行就可以了,不行就加散熱器。MOSFET發(fā)熱原因分析,做電源設(shè)計(jì),或者做驅(qū)動(dòng)方面的電路,難免要用到MOS管。MOS管有很多種類,也有很多作用。做電源或者驅(qū)動(dòng)的使用,當(dāng)然就是用它的開關(guān)作用。無論N型或者P型MOS管,其工作原理本質(zhì)是一樣的。MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件它通過加在柵極上的電壓控制器件的特性,不會(huì)發(fā)生像三極管做開關(guān)時(shí)的因基極電流引起的電荷存儲(chǔ)效應(yīng),因此在開關(guān)應(yīng)用中,MOS管的開關(guān)速度應(yīng)該比三極管快。深圳功耗低場(chǎng)效應(yīng)管