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    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小
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  •   發(fā)布日期: 2018-09-15  瀏覽次數(shù): 1,622

     場效應(yīng)管的概念

      場效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor縮寫(FET))簡稱場效應(yīng)管。主要有兩種類型(juncTIonFET—JFET)和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(metal-oxidesemiconductorFET,簡稱MOS-FET)。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。

      場效應(yīng)管(FET)是利用控制輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件,并以此命名。

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      場效應(yīng)管特點(diǎn)

     ?。?)場效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過VGS(柵源電壓)來控制ID(漏極電流);

     ?。?)場效應(yīng)管的控制輸入端電流極小,因此它的輸入電阻(10~10Ω)很大。

      (3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;

     ?。?)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);

      (5)場效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng);

     ?。?)由于它不存在雜亂運(yùn)動的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      場效應(yīng)管的參數(shù)

      場效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù),但普通運(yùn)用時只需關(guān)注以下主要參數(shù):飽和漏源電流IDSS夾斷電壓Up,(結(jié)型管和耗盡型絕緣柵管,或開啟電壓UT(加強(qiáng)型絕緣柵管)、跨導(dǎo)gm、漏源擊穿電壓BUDS、最大耗散功率PDSM和最大漏源電流IDSM。

     ?。?)飽和漏源電流

      飽和漏源電流IDSS是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。

      (2)夾斷電壓

      夾斷電壓UP是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。如同4-25所示為N溝道管的UGS一ID曲線,可明白看出IDSS和UP的意義。如圖4-26所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

      (3)開啟電壓

      開啟電壓UT是指加強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛導(dǎo)通時的柵極電壓。如圖4-27所示為N溝道管的UGS-ID曲線,可明白看出UT的意義。如圖4-28所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

     ?。?)跨導(dǎo)

      跨導(dǎo)gm是表示柵源電壓UGS對漏極電流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。9m是權(quán)衡場效應(yīng)管放大才能的重要參數(shù)。

     ?。?)漏源擊穿電壓

      漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時,場效應(yīng)管正常工作所能接受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必需小于BUDS。

     ?。?)最大耗散功率

      最大耗散功率PDSM也是—項(xiàng)極限參數(shù),是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。運(yùn)用時場效應(yīng)管實(shí)踐功耗應(yīng)小于PDSM并留有—定余量。

      (7)最大漏源電流

      最大漏源電流IDSM是另一項(xiàng)極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時,漏源間所允許經(jīng)過的最大電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超越IDSM。

      場效應(yīng)管的作用

      1、場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場效應(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。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

      3、場效應(yīng)管可以用作可變電阻。

      4、場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。

      5、場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小

      MOS管是電壓控制器件,也就是需要使用電壓控制G腳來實(shí)現(xiàn)對管子電流的控制。

      一般市面上最常見的是增強(qiáng)型N溝通MOS管,你可以用一個電壓來控制G的電壓,MOS管導(dǎo)通電壓一般在2-4V,不過要完全控制,這個值要上升到10V左右。給你推薦一種方法。

      基本方法:用一個控制電壓(比較器同相輸入端)和一個參考電壓(比較器反相輸入端),同時進(jìn)入電壓比較器(比較器電源接正12V和地,比如LM358當(dāng)比較器),比較器的輸出經(jīng)過5.1K電阻上拉后接G腳,如果控制電壓比參考電壓高,則控制MOS管導(dǎo)通輸出電流。

      參考電壓可以來自于采樣電阻,也就是在NMOS的S極接一個大功率小電阻后接地,這個電阻做電流采樣,當(dāng)電流流過電阻后會形成電壓,把它放大處理后做參考。

      剛開始的時候,電流很小,所以控制電壓比參考電壓高很多,這時候G腳基本上都加了12V,可以使管子迅速導(dǎo)通,在很短時間后,當(dāng)電流增大逐步達(dá)到某個值時,參考電壓迅速上升,與控制電壓接近并超過時,比較器就輸出低電平(接近0V)使管子截止,電流減小。然后電流減少后,參考電壓又下去,管子又導(dǎo)通,電流又增大。然后周而復(fù)始。

      如果你用D/A輸出代替控制電壓,則可以獲得對MOS管的精確控制,我們以前實(shí)現(xiàn)過輸出范圍10-2000mA,步進(jìn)1mA,輸出電流精度正負(fù)1mA的水平。

     

      場效應(yīng)管測量方法圖解

      場效應(yīng)管英文縮寫為FET.可分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET),我們平常簡稱為MOS管。而MOS管又可分為增強(qiáng)型和耗盡型而我們平常主板中常見使用的也就是增強(qiáng)型的MOS管。

      下圖為MOS管的標(biāo)識

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解
    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      我們主板中常用的MOS管GDS三個引腳是固定的。不管是N溝道還是P溝道都一樣。把芯片放正從左到右分別為G極D極S極!如下圖:

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      用二極管檔對MOS管的測量。首先要短接三只引腳對管子進(jìn)行放電。

      1、然后用紅表筆接S極。黑表筆接D極。如果測得有500多的數(shù)值。。說明此管為N溝道。

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      2、黑筆不動。。用紅筆去接觸G極測得數(shù)值為1

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      3、紅筆移回到S極。此時管子應(yīng)該為導(dǎo)通。

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      4、然后紅筆測D極。而黑筆測S極。應(yīng)該測得數(shù)值為1.(這一步時要注意。因?yàn)橹皽y量時給了G極2.5V萬用表的電壓。。所以DS之間還是導(dǎo)通的。。不過大概10幾秒后才恢復(fù)正常。。。建議進(jìn)行這一步時再次短接三腳給管子放電先)

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      5、然后紅筆不動。黑筆去測G極。數(shù)值應(yīng)該為1

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      到此我們可以判定此N溝道場管為正常

    場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小_場效應(yīng)管測量方法圖解

      有的人說后面兩步可以省略不測。不過我習(xí)慣性把五個步驟全用上。當(dāng)然。對然P溝道的測量步驟也一樣。只不過第一步為黑表筆測S極。紅表筆測D極。可以測得500多的數(shù)值。

      測量方法描述到此結(jié)束。


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