中文名 | 結(jié)型場效應(yīng)晶體管 | 外文名 | Junction Field-Effect Transistor |
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分????類 | 耗盡型JFET | 特????點(diǎn) | 單極場效應(yīng)管 |
對于耗盡型的JFET,在平衡時(shí)(不加電壓)時(shí),溝道電阻最?。浑妷篤ds和Vgs都可改變柵p-n結(jié)勢壘的寬度,并因此改變溝道的長度和厚度(柵極電壓使溝道厚度均勻變化,源漏電壓使溝道厚度不均勻變化),使溝道電阻變化,從而導(dǎo)致Ids變化,以實(shí)現(xiàn)對輸入信號的放大。
當(dāng)Vds較低時(shí),JFET的溝道呈現(xiàn)為電阻特性,是所謂電阻工作區(qū),這時(shí)漏極電流基本上隨著電壓Vds的增大而線性上升,但漏極電流隨著柵極電壓Vgs的增大而平方式增大;進(jìn)一步增大Vds時(shí),溝道即首先在漏極一端被夾斷,則漏極電流達(dá)到最大而飽和(飽和電流搜大小決定于沒有被夾斷的溝道的電阻),這就是JFET的飽和放大區(qū),這時(shí)JFET呈現(xiàn)為一個(gè)恒流源。
JFET的放大作用可用所謂跨導(dǎo)gm = δIds / δVgsS ](Vds =常數(shù)) 來表示,要求跨導(dǎo)越大越好。
JFET的特點(diǎn)是:
是電壓控制器件,則不需要大的信號功率。
是多數(shù)載流子導(dǎo)電的器件,是所謂單極晶體管,則無少子存儲與擴(kuò)散問題,速度高,噪音系數(shù)低;而且漏極電流Ids的溫度關(guān)系決定于載流子遷移率的溫度關(guān)系,則電流具有負(fù)的溫度系數(shù),器件具有自我保護(hù)的功能。
輸入端是反偏的p-n結(jié), 則輸入阻抗大, 便于匹配。
輸出阻抗也很大, 呈現(xiàn)為恒流源,這與BJT大致相同。
JFET一般是耗盡型的,但若采用高阻襯底, 也可得到增強(qiáng)型JFET(增強(qiáng)型JFET在高速、低功耗電路中很有應(yīng)用價(jià)值);但是一般只有短溝道的JFET才是能很好工作的增強(qiáng)型器件。實(shí)際上,靜電感應(yīng)晶體管也就是一種短溝道的JFET。
溝道是處在半導(dǎo)體內(nèi)部,則溝道中的載流子不受半導(dǎo)體表面的影響,因此遷移率較高、噪聲較低。
結(jié)型場效應(yīng)晶體管(Junction Field-Effect Transistor,JFET):JFET是由p-n結(jié)柵極(G)與源極(S)和漏極(D)構(gòu)成的一種具有放大功能的三端有源器件。其工作原理就是通過電壓改變溝道的導(dǎo)電性來實(shí)現(xiàn)對輸出電流的控制。
對于結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET),最常見到的是耗盡型JFET(D-JFET),即在0柵偏壓時(shí)就存在有溝道 的JFET;一般,不使用增強(qiáng)型JFET(E-JFET)——在0柵偏壓時(shí)不存在溝道 的JFET。這主要是由于長溝道E-JFET在使用時(shí)較難以產(chǎn)生出導(dǎo)電的溝道、從而導(dǎo)通性能不好的緣故。不過,由于高速、低功耗電路中應(yīng)用的需要,有時(shí)也需要采用E-JFET。
JFET導(dǎo)電的溝道在體內(nèi)。耗盡型和增強(qiáng)型這兩種晶體管在工藝和結(jié)構(gòu)上的差別主要在于其溝道區(qū)的摻雜濃度和厚度。D-JFET的溝道的摻雜濃度較高、厚度較大,以致于柵pn結(jié)的內(nèi)建電壓不能把溝道完全耗盡;而E-JFET的溝道的摻雜濃度較低、厚度較小,則柵pn結(jié)的內(nèi)建電壓即可把溝道完全耗盡。
但是,對于短溝道E-JFET,情況則有所不同,因?yàn)檫@種晶體管的漏極電壓可以作用到源極附近,使得溝道中的勢壘降低,所以能夠形成導(dǎo)電溝道。這種E-JFET從本質(zhì)上來說也就是靜電感應(yīng)晶體管。
在導(dǎo)電機(jī)理上與JFET相同的場效應(yīng)晶體管就是Schottky柵極場效應(yīng)晶體管(MESFET),這里只是用金屬-半導(dǎo)體接觸的Schottky結(jié)代替了p-n結(jié)作為柵極。
另外還有一種場效應(yīng)晶體管,就是高電子遷移率晶體管(HEMT),這種器件在結(jié)構(gòu)上與MESFET類似,但是在工作機(jī)理上卻更接近于MOSFET。
此外,MOSFET的襯偏效應(yīng)實(shí)際上也就是JFET的一種作用。
首先根據(jù)你的需求決定選擇NPN還是PNP(建議盡量選用NPN,應(yīng)為同工藝的NPN管子要比PNP的相對便宜、性能相對優(yōu)越)然后根據(jù)你的電路環(huán)境決定管子耐壓Vds,過流Id,根據(jù)導(dǎo)通損耗需求選擇導(dǎo)通電阻R...
怎么測量結(jié)型場效應(yīng)晶體管用作開關(guān)電路時(shí),他的導(dǎo)通和斷開時(shí)的時(shí)間??
你說的是測上升和下降時(shí)間嗎?這個(gè)要用示波器和方波信號發(fā)生器的。你搭一個(gè)共源放大電路,也就是電壓跟隨器(參考鈴木雅臣的那本《晶體管電路設(shè)計(jì)(下)》),然后在G輸入一個(gè)方波,然后看輸出端,波形應(yīng)該是一個(gè)方...
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場效應(yīng)晶體管逆變式氬弧焊機(jī)的研制——為了滿足市場需要.研制了X7-160直流脈沖氬弧焊機(jī),并對誼焊機(jī)的電路組成廈工作原理進(jìn)行了介紹.對PWN脈寬調(diào)制技術(shù)做了較詳細(xì)的分析。實(shí)踐表明.誼焊機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求,具有體積小、質(zhì)量輕、高垃節(jié)能等特點(diǎn),并具有良好的焊...
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隨著高速毫微秒脈沖技術(shù)的迅速發(fā)展,原有的電真空器件由于體積大、功耗大、壽命短、可靠性差等缺點(diǎn),已不能適應(yīng)當(dāng)前高速毫微秒脈沖技術(shù)發(fā)展的需要。整機(jī)單位迫切要求實(shí)現(xiàn)高壓高速脈沖源的固體化、小型化。這就推動(dòng)了高壓大電流高速半導(dǎo)體功率器件的發(fā)展。經(jīng)過多年的努力,取得了很大進(jìn)展,并已成為當(dāng)前大功率半導(dǎo)體器件發(fā)展的一個(gè)引人注目的研究方向。 目前大力推廣應(yīng)用的器件主要有垂直溝道硅MOS場效應(yīng)管,而高壓垂直溝道結(jié)柵場效應(yīng)晶體管的開發(fā)研制則近幾年才開始。由于結(jié)柵場效應(yīng)管是一種耗盡型器件,極間電容小,器件的開關(guān)速度優(yōu)于MOS器件。在需要產(chǎn)生極窄寬度的高壓脈沖場合下,垂直溝道結(jié)柵高壓場效應(yīng)晶體管是理想的固體器件。其優(yōu)越的開關(guān)性能、溫度特性不是雙極型或MOS器件可以輕易取代的。
具有一個(gè)或多個(gè)在電氣上與溝道相互絕緣的柵極的場效應(yīng)半導(dǎo)體器件。絕緣柵場效應(yīng)晶體管是利用半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng)進(jìn)行工作的。由于它的柵極處于絕緣狀態(tài),所以輸入電阻極高,可達(dá)105Ω。它和結(jié)型場效應(yīng)晶體管的不同之處在于導(dǎo)電機(jī)理和電流控制原理不同。結(jié)型場效應(yīng)晶體管利用耗盡層的寬度變化來改變導(dǎo)電溝道的寬窄,達(dá)到控制漏極電流的目的。絕緣柵型場效應(yīng)晶體管則利用半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng),由感應(yīng)電荷的多少來改變導(dǎo)電溝道的寬窄,達(dá)到控制電流的目的。絕緣柵場效應(yīng)晶體管中,常用二氧化硅(SiO2)為金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層即金屬一氧化物半導(dǎo)體,簡稱MOS(meta-loxide-semiconductor)管,因此絕緣柵場效應(yīng)晶體管又稱MOSFET。它有N溝道和P溝道兩類,而每一類又分增強(qiáng)型和耗盡型兩種。增強(qiáng)型就是在uGS=0時(shí),漏源之間沒有導(dǎo)電溝道;反之,在uGS=0時(shí),漏源之間存在導(dǎo)電溝道的稱為耗盡型。
功率MOS場效應(yīng)晶體管分類
功率MOS場效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),簡稱功率MOSFET(Power MOSFET)。結(jié)型功率場效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管(Static Induction Transistor--SIT)。其特點(diǎn)是用柵極電壓來控制漏極電流,驅(qū)動(dòng)電路簡單,需要的驅(qū)動(dòng)功率小,開關(guān)速度快,工作頻率高,熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR,但其電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
場效應(yīng)晶體管簡稱場效應(yīng)管,是應(yīng)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,它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。
場效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)晶體管,而MOS場效應(yīng)晶體管義分為N溝耗盡型和加強(qiáng)型、P溝耗盡型和加強(qiáng)型四大類。
結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)該如何檢測呢?結(jié)型場效應(yīng)管的外形、結(jié)構(gòu)及符號如下圖所示,三個(gè)電極分別為柵極G、源極S、漏極D。國產(chǎn)N溝道管典型產(chǎn)品有3DJ2、3DJ4. 3DJ6、3DJ7,P溝道管有CSl - CS4,應(yīng)用指針式萬用表R Xl00擋能夠斷定結(jié)型場效應(yīng)管的各個(gè)電極。
結(jié)型場效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極,源極和漏極分別對應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極.如下圖所示,將萬用表置于RXlk擋,用兩表筆分別測量每兩個(gè)管腳間的正、反向電阻.當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等,均為數(shù)千歐時(shí),則這兩個(gè)管腳為漏極D和源極s(對結(jié)型場效應(yīng)管而言,漏極和源極可互換,且并不影響電路的正常工作,所以不用加以辨別),余下的一個(gè)管腳即為柵極G。
關(guān)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場效應(yīng)管,另外一極是屏蔽極(運(yùn)用中接地),也能夠?qū)⑷f用表的黑表筆(紅表筆也行)恣意接觸一個(gè)電極,另一支表筆依次去接觸其他的兩個(gè)電極,測其電阻值。當(dāng)呈現(xiàn)兩次測得的電阻值近似相等時(shí),則黑表筆所接觸的電極為柵極,其他兩電極分別為漏極和源極。
廣州飛虹半導(dǎo)體主要研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營:場效應(yīng)管、三極管等半導(dǎo)體器件,專注大功率MOS管制造15年。
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