login_可乐2「一家有温度的游戏平台」用理论解释场效应管在电路中如何控制电流大小-场效应管作用与参数-KIA MOS管

用(yong)(yong)理论(lun)解释场(chang)效(xiao)应管(guan)(guan)在电(dian)路中如何控(kong)制电(dian)流(liu)大小-场(chang)效(xiao)应管(guan)(guan)作(zuo)用(yong)(yong)与(yu)参(can)数-KIA MOS管(guan)(guan)

信(xin)息来源：本站　日期(qi)：2018-12-20　

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场效应管是什么

场(chang)效应管(guan)(guan)(guan)主要有两种(zhong)类型(xing)（junction FET—JFET)和(he)金属(shu) - 氧化物半导(dao)体场(chang)效应管(guan)(guan)(guan)（metal-oxide semiconductor FET，简称MOS-FET）。由多数载流子(zi)参与导(dao)电，也称为单极(ji)型(xing)晶体管(guan)(guan)(guan)。它属(shu)于电压(ya)控制型(xing)半导(dao)体器件。具有输(shu)入电阻高（107～1015Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大(da)(da)、易于集成、没有二次击穿(chuan)现象、安全(quan)工作区域(yu)宽等(deng)优点，现已成为双极(ji)型(xing)晶体管(guan)(guan)(guan)和(he)功率晶体管(guan)(guan)(guan)的(de)强大(da)(da)竞争者。

场(chang)效(xiao)应(ying)管（FET）是利用控(kong)制输(shu)入回(hui)路的电场(chang)效(xiao)应(ying)来控(kong)制输(shu)出回(hui)路电流的一种半导体器(qi)件，并以此(ci)命名。

由于它仅靠半导(dao)体中的多(duo)数载流子导(dao)电(dian)，又称单极型晶(jing)体管(guan)。FET 英文为Field Effect Transistor，简写成FET。

场效应管在电路中如何控制电流大小

MOS管(guan)是(shi)电压控(kong)制(zhi)器件，也就是(shi)需要使用电压控(kong)制(zhi)G脚来实现对管(guan)子电流的控(kong)制(zhi)。

般(ban)市(shi)面(mian)上最常见的是增强型N沟(gou)通MOS管，你可(ke)以用一个(ge)电压(ya)来控制G的电压(ya)，MOS管导通电压(ya)一般(ban)在2-4V，不过要(yao)完全控制，这个(ge)值要(yao)上升到10V左右。给你推荐一种方法。

基(ji)本(ben)方法：用一个控(kong)制(zhi)电(dian)压(ya)（比(bi)(bi)较器(qi)同(tong)相输入(ru)(ru)端(duan)）和一个参考电(dian)压(ya)（比(bi)(bi)较器(qi)反相输入(ru)(ru)端(duan)），同(tong)时进入(ru)(ru)电(dian)压(ya)比(bi)(bi)较器(qi)（比(bi)(bi)较器(qi)电(dian)源接正12V和地，比(bi)(bi)如LM358当比(bi)(bi)较器(qi)），比(bi)(bi)较器(qi)的输出(chu)经过5.1K电(dian)阻上拉(la)后(hou)接G脚(jiao)，如果控(kong)制(zhi)电(dian)压(ya)比(bi)(bi)参考电(dian)压(ya)高(gao)，则控(kong)制(zhi)MOS管(guan)导(dao)通(tong)输出(chu)电(dian)流(liu)。

参考电(dian)(dian)压可以来(lai)自于采样电(dian)(dian)阻，也(ye)就是在NMOS的S极接(jie)一个(ge)大(da)功率小(xiao)电(dian)(dian)阻后接(jie)地，这个(ge)电(dian)(dian)阻做电(dian)(dian)流采样，当(dang)电(dian)(dian)流流过电(dian)(dian)阻后会形成电(dian)(dian)压，把它(ta)放大(da)处理后做参考。

刚开(kai)始(shi)(shi)的时(shi)候(hou)(hou)，电(dian)(dian)(dian)流很小，所以控制电(dian)(dian)(dian)压(ya)比参(can)(can)考(kao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)高很多，这时(shi)候(hou)(hou)G脚基本上(shang)都加了12V，可以使管(guan)子(zi)迅速导通(tong)，在很短时(shi)间后(hou)，当电(dian)(dian)(dian)流增(zeng)大逐步达到某个值(zhi)时(shi)，参(can)(can)考(kao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)迅速上(shang)升，与控制电(dian)(dian)(dian)压(ya)接(jie)近(jin)(jin)并超(chao)过时(shi)，比较器就输出(chu)低(di)电(dian)(dian)(dian)平（接(jie)近(jin)(jin)0V）使管(guan)子(zi)截止，电(dian)(dian)(dian)流减(jian)(jian)小。然后(hou)电(dian)(dian)(dian)流减(jian)(jian)少后(hou)，参(can)(can)考(kao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)又(you)下(xia)去，管(guan)子(zi)又(you)导通(tong)，电(dian)(dian)(dian)流又(you)增(zeng)大。然后(hou)周而(er)复(fu)始(shi)(shi)。

如果你(ni)用(yong)D/A输(shu)出(chu)代替控制电压，则可以获得对MOS管的精(jing)确控制，我(wo)们以前实现过(guo)输(shu)出(chu)范围10-2000mA，步(bu)进(jin)1mA，输(shu)出(chu)电流精(jing)度正负1mA的水平(ping)。

场效应管特点

（1）场效应管是电压(ya)(ya)控(kong)(kong)制器件，它(ta)通过VGS（栅源(yuan)电压(ya)(ya)）来控(kong)(kong)制ID（漏极电流(liu)）；

（2）场(chang)效应管的控制输入(ru)端电(dian)流(liu)极小(xiao)，因此它的输入(ru)电(dian)阻(zu)（10～10Ω）很大。

（3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定(ding)性较好；

（4）它组成(cheng)的放(fang)大(da)电路的电压放(fang)大(da)系数要小(xiao)于三极(ji)管组成(cheng)放(fang)大(da)电路的电压放(fang)大(da)系数；

（5）场效应管的抗辐射(she)能(neng)力强(qiang)；

（6）由于它不存在杂乱(luan)运动的电子扩散引起的散粒噪(zao)声，所(suo)以噪(zao)声低(di)。

场效应管的作用

1.场(chang)(chang)效应管可(ke)应用(yong)于放(fang)大。由于场(chang)(chang)效应管放(fang)大器的输(shu)入阻抗很高，因此耦(ou)合电(dian)容可(ke)以容量(liang)较小，不必使用(yong)电(dian)解电(dian)容器。

2.场效应管很(hen)高(gao)的输入阻抗非常适(shi)合(he)作阻抗变换。常用于多级放(fang)大器的输入级作阻抗变换。

3.场效应管可以用作可变电阻。

4.场(chang)效(xiao)应管可以方便地用作恒流源。

5.场效应(ying)管可以(yi)用作电子(zi)开(kai)关。

场效应管的参数

场效应管(guan)的参数(shu)(shu)很多，包括直(zhi)流(liu)参数(shu)(shu)、交流(liu)参数(shu)(shu)和(he)(he)极限参数(shu)(shu)，但普通运(yun)用时只需关注以下(xia)主要参数(shu)(shu)：饱和(he)(he)漏源电(dian)流(liu)IDSS夹断电(dian)压(ya)(ya)Up，（结型管(guan)和(he)(he)耗尽型绝缘栅管(guan)，或开启(qi)电(dian)压(ya)(ya)UT（加强(qiang)型绝缘栅管(guan)）、跨导gm、漏源击穿电(dian)压(ya)(ya)BUDS、最大(da)(da)耗散功率PDSM和(he)(he)最大(da)(da)漏源电(dian)流(liu)IDSM。

（1）饱和漏源电流

饱和漏源电(dian)流IDSS是(shi)指结型或耗(hao)尽型绝缘栅(zha)场效应管中，栅(zha)极电(dian)压(ya)UGS＝0时的(de)漏源电(dian)流。

（2）夹断电压

夹断(duan)电(dian)压(ya)UP是指(zhi)结型(xing)或耗尽型(xing)绝缘栅场效应(ying)管(guan)中，使漏(lou)源间(jian)刚截止时的(de)栅极电(dian)压(ya)。如(ru)同(tong)4-25所(suo)示(shi)为N沟道管(guan)的(de)UGS一ID曲线，可(ke)明白看(kan)出IDSS和UP的(de)意(yi)义。如(ru)图4-26所(suo)示(shi)为P沟道管(guan)的(de)UGS-ID曲线。

（3）开启电压

开启电压(ya)UT是(shi)指加强型绝缘栅场效(xiao)应管(guan)中，使漏源间(jian)刚导通时(shi)的(de)栅极电压(ya)。如图(tu)4-27所示为(wei)N沟道管(guan)的(de)UGS-ID曲(qu)线(xian)，可明(ming)白看出(chu)UT的(de)意义。如图(tu)4-28所示为(wei)P沟道管(guan)的(de)UGS-ID曲(qu)线(xian)。

（4）跨导

跨导(dao)gm是表示栅源(yuan)电(dian)(dian)压UGS对(dui)漏极电(dian)(dian)流(liu)ID的控(kong)制才能(neng)，即漏极电(dian)(dian)流(liu)ID变化(hua)量与栅源(yuan)电(dian)(dian)压UGS变化(hua)量的比(bi)值。9m是权衡(heng)场效(xiao)应管(guan)放(fang)大才能(neng)的重要参数(shu)。

（5）漏源击穿电压

漏源(yuan)(yuan)击穿电(dian)(dian)压BUDS是指栅(zha)源(yuan)(yuan)电(dian)(dian)压UGS一定(ding)时，场效(xiao)应(ying)管正常工(gong)作所能(neng)接(jie)受的最(zui)大漏源(yuan)(yuan)电(dian)(dian)压。这是一项极(ji)限参数，加在(zai)场效(xiao)应(ying)管上的工(gong)作电(dian)(dian)压必(bi)需小(xiao)于(yu)BUDS。

（6）最大耗散功率

最大(da)耗散(san)功率(lv)PDSM也是(shi)—项极(ji)限参数(shu)，是(shi)指(zhi)场效(xiao)应管性能不(bu)变坏时(shi)所允许的最大(da)漏源耗散(san)功率(lv)。运(yun)用时(shi)场效(xiao)应管实践功耗应小(xiao)于PDSM并留(liu)有—定余量。

（7）最大漏源电流

最(zui)(zui)大漏(lou)源(yuan)电流IDSM是(shi)另(ling)一项极限(xian)参数，是(shi)指场效应管正常工作(zuo)时，漏(lou)源(yuan)间所允许(xu)经(jing)过的最(zui)(zui)大电流。场效应管的工作(zuo)电流不应超越IDSM。