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場效應(yīng)晶體管的輸出曲線(實例解讀)

發(fā)布時間:2018-11-06 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】場效應(yīng)晶體管的輸出曲線如何理解?場效應(yīng)管輸出特性曲線分為三個區(qū):可變電阻區(qū)、恒流區(qū)和擊穿區(qū)。VDS較小時,場效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū),ID近似隨VGS作線性變化。VDS較大時,工作在恒流區(qū),ID保持穩(wěn)定,不隨VGS的變化而改變。當(dāng)VDS大于某一臨界值時,進入擊穿區(qū),ID開始迅速增大,場效應(yīng)管不能正常工作。下面通過一些實例問答來幫助大家加深對場效應(yīng)晶體管的輸出曲線的認(rèn)知。
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線實例一:
 
問:如圖,Vgs=8V,Vds=20V的時候,Id都接近300A了。這個數(shù)據(jù)是怎么測試出來的?要知道我把12V的電壓短接在D,S之間,瞬間就爆管了。
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線(實例解讀)
 
答:你看到的部分曲線是指管芯封裝無限制,管芯溫度恒定為25°c時的理想電流曲線,IR的一般有測試的,國內(nèi)的mos一般沒有做測試,基本上是理論曲線。但是TO220或者其他封裝的mos受到封裝限制,實際Id大小分兩種,一是受到封裝的限制,二是受到管芯溫度的限制,你做這個實驗前可以參考IR官網(wǎng)的應(yīng)用筆記,或者按照pdf上的測試條件做。按你說的,一般是行不通的,假如12v測試電源電流足夠大,當(dāng)mos完全導(dǎo)通時,其Id會很高,從而導(dǎo)致mos功耗過大損壞,因此你做的實驗沒有什么意義。
 
另外場效應(yīng)管G極是不能懸空的,否則極易由于感應(yīng)電壓,使管子導(dǎo)通,導(dǎo)通時的內(nèi)阻非常低,如果測試電壓內(nèi)阻也非常小,必爆管無疑。
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線實例二:
 
模電如何根據(jù)他們的輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線來分場效應(yīng)管?
 
通過輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線來區(qū)分場效應(yīng)管前,首先需要了解一個概念,場效應(yīng)管是壓控型器件,它區(qū)別于雙極型晶體管(流控型器件),場效應(yīng)管工作時柵極一般只需要一個電壓就可以,電流很小或者為零。所以,要實現(xiàn)這點,結(jié)型場效應(yīng)管和MOS型采用不同的辦法實現(xiàn)了這個效果,導(dǎo)致了其特性曲線不同。
 
結(jié)型場效應(yīng)管,利用柵極和溝道間的一個反向二極管,并在二極管上施加反向電壓,利用二極管反向工作時,電流很小的特點,實現(xiàn)壓控效果,所以結(jié)型場效應(yīng)管工作時,柵極控制電壓UG總是需要保證那個二極管反向工作,即N溝道,柵極電壓為負(fù),P溝道柵極電壓為正。至于漏極電流的極性,可以通過N溝道,N代表負(fù),外部電流流入D極,電流方向即為正,P溝道電流流出D極,電流方向即為負(fù)。所以,下圖的曲線就很好記憶了。
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線(實例解讀)
 
而MOS管,直接將柵極與溝道間絕緣阻斷,沒有任何電流通過。所以按正常的正電壓控制N溝道,負(fù)電壓控制P溝道的原則。工作時,N溝道柵極電壓為正,P溝道柵極電壓為負(fù)。電流方向和結(jié)型管的判斷方法一樣,N溝道,N代表負(fù),外部電流流入D極,電流方向即為正,P溝道電流流出D極,電流方向即為負(fù)。就可以確定MOS管的特性曲線。至于增強型和耗盡型如何區(qū)分,只要看控制曲線與y軸有交叉即可,即,當(dāng)UG=0時,漏極電流不為零,即為耗盡型,UG=0時,漏極電流為零,即為增強型。如下圖所示。
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線(實例解讀)
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線實例三:
 
根據(jù)場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線,怎么判斷它是什么類型的溝道?
 
場效應(yīng)晶體管的輸出曲線(實例解讀)
 
首先判斷N型還是P型,這個簡單,只要觀察曲線是在坐標(biāo)上方還是下方,上方就是N型溝道(規(guī)定);至于是增強型還是耗盡型,也簡單,增強型只在1/4區(qū)間坐標(biāo)內(nèi),而耗盡型一般處于半個坐標(biāo)內(nèi);另外,關(guān)于結(jié)型還是絕緣柵型則是看曲線幅度,無限接近于坐標(biāo)軸的是結(jié)型,絕緣柵型曲線是有起始點的在坐標(biāo)軸上,且曲線幅度比較陡。
 
場效應(yīng)管根據(jù)導(dǎo)電溝道的有無分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS)兩種主要類型。
 
 
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