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什么是三极管 (也称晶体管)在中文含义里面只是对三个引脚的放大器件的统称,我们常说的三极管,可能是 如图所示的几种器件。
可以看到,虽然都叫三极管雀弯,其实在英文里面的说法是千差万别的,三极管这个词汇其实也是中文特有的一个象形意义上的的词汇。
电子三极管 Triode 这个是英汉字典里面“三极管”这个词汇的唯一英文翻译,这是和电子三极管最早出现有关系的,所以先入为主,也是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三极管的东西,实际翻译的时候是绝对不可以翻译成Triode的,派岁掘否则就麻烦大咯,严谨地说,在英文里面根本就没有三个脚的管子这样一个词汇!
电子三极管 Triode (俗称电子管的一种)
双极型晶体管 BJT (Bipolar Junction Transistor)
J型场效应管 Junction gate FET(Field Effect Transistor)
金属氧化物半导体场效应晶体管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全称
V型槽场效应管 VMOS (Vertical Metal Oxide Semiconductor )
注:这三者看上去都是场效应管,其实金属氧化物半导体场效应晶体管 、V型槽沟道场效应管 是 单极(Unipolar)结构的,是和 双极(Bipolar)是对应的,所以也可以统称为单极晶体管(Unipolar Junction Transistor)
其中J型场效应管是非绝缘型场尘核效应管,MOS FET 和VMOS都是绝缘型的场效应管
VMOS是在 MOS的基础上改进的一种大电流,高放大倍数(跨道)新型功率晶体管,区别就是使用了V型槽,使MOS管的放大系数和工作电流大幅提升,但是同时也大幅增加了MOS的输入电容,是MOS管的一种大功率改进型产品,但是结构上已经与传统的MOS发生了巨大的差异。VMOS只有增强型的而没有MOS所特有的耗尽型的MOS管
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三极管和场效应管是在放大、开关电路中应用非常普遍的电子元件。
1、三极管
最初发明的是三极管,以其优异的性能迅速代替了电子管,但后来在应用中三极管暴露出一些先天不足--结构上问题所导致的缺陷,在这种形势下迫切要求制造一种能够克服三极管缺陷的晶体管,于是场效应管就应用而生了。
2、场效应管
最大特点就是输入阻抗极高,这是三极管无法比拟的,然而它的出现并没有像晶体管淘汰电子管一样而完全取代三极管,它也不是万能的,在有些方面不雹仔如三极管,因此不能笼统的说谁好谁不好。
由于场运枝效应管是在三极管的基础上研制而成的,所以它许多方面和三极管有相似的地方,二者珠联璧合应用广泛。
扩展资料:
三极管和场效应管的区别
1、电极区别
三极管有基极b、发射极e、集电极c三个电极,场效应管也有G极、源极S、漏极D三个电极,它们二者有对应关系,电极的作用相似,即基极-栅极都是控制极,发射极对应源旁肆敏极,集电极对应漏极,都是被控电极。
2、控制类型
三极管是电流控制型器件,也就是通过基极电流的变化控制集电极电流的变化;场效应管属于电压控制型器件,也就是通过栅极电压的变化来控制源漏极电流大小。
二者的工作原理是不同的,三极管是通过基极电流来控制集电极电流大小的,而场效应管是通过栅压改变导电沟道的宽度来控制电流的变化。
3、阻抗差别
三极管输入阻抗较低,在几百欧姆-几千欧姆之间,基极电流较大,输出电阻较高,对前级电路影响较大,阻抗不匹配时几乎不能工作;场效应管的输入阻抗极高,达到兆欧以上,MOS管更高,栅极几乎没有电流,对前级电路影响较小,和三极管一样输出电阻也较高。
增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道,在VDS作用下无iD。
耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道,在VDS作用下iD。
1. 结构和符号(以N沟道增强型为例)
在一块浓度较低脊缓的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极,半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。
其他MOS管符号
2. 工作原理(以N沟道增强型为例)
(1) VGS=0时,不管VDS极性如何,其中总有一个PN结反偏,所以不存在导电沟道。
VGS =0, ID =0
VGS必须大于0
管子才能工作。
(2) VGS0时,在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场,排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通,形成导电沟道。
VGS 0→g吸引电子→反型层→导电沟道
VGS↑→反型层变厚→ VDS ↑→ID↑
(3) VGS≥VT时而VDS较小时:
VDS↑→ID ↑
VT:开启电压,在VDS作
用下开始导电时的VGS°
VT = VGS —VDS
(4) VGS0且VDS增大到一定值后,靠近漏极的沟道被夹断,形成夹断区。
VDS↑→ID 不变
3. 特性曲线(以N沟道增强型为例)
场效应管的转移特性曲线动画
4.其它类型MOS管
(1)N沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子,所以即使在VGS=0时,由于正旁野启离子的作用,两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。
(2)P沟道增强型:VGS = 0时,ID = 0开启电压小于零,所以只有当VGS 0时管子才能工作。
(3)P沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子,所以即使在VGS=0 时,由于负离子的作用,两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。
5. 场效应管的主要参数
(1) 开启电压VT :在VDS为一固定数值时,能产生ID所需要的最小 |VGS | 值。(增强)
(2) 夹断电压VP :在VDS为一固定数值时,使 ID对应一微小电流时的 |VGS | 值。(耗尽)
(3) 饱和漏极电流IDSS :在VGS = 0时,管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)
(4) 极间电容 :漏源电容CDS约为 0.1~1pF,栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1~3pF。
(5) 低频跨导 gm :表示VGS对运如iD的控制作用。
在转移特性曲线上,gm 是曲线在某点上的斜率,也可由iD的表达式求导得出,单位为 S 或 mS。
(6) 最大漏极电流 IDM
(7) 最大漏极耗散功率 PDM
(8) 漏源击穿电压 V(BR)DS 栅源击穿电压 V(BR)GS
原文链接: 绝缘栅型场效应管之图解 (sohu.com)
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