場效電晶體工作原理

2021-05-16 07:30:07 字數 1438 閱讀 4275

mos場效電晶體電源開關電路。

這是該裝置的核心,在介紹該部分工作原理之前,先簡單解釋一下mos 場效電晶體的工作原理。

mos 場效電晶體也被稱為mos fet, 既metal oxide semiconductor field effect

transistor(金屬氧化物半導體場效電晶體)的縮寫。它一般有耗盡型和增強型兩種。本文使用的為增強型mos

場效電晶體,其內部結構見圖5。它可分為npn型pnp型。npn型通常稱為n溝道型,pnp型也叫p溝道型。

由圖可看出,對於n溝道的場效電晶體其源極和漏極接在n型半導體上,同樣對於p溝道的場效電晶體其源極和漏極則接在p型半導體上。我們知道一般三極體是由輸入的電流控制輸出的電流。但對於場效電晶體,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱電場)控制,可以認為輸入電流極小或沒有輸入電流,這使得該器件有很高的輸入阻抗,同時這也是我們稱之為場效電晶體的原因。

為解釋mos

場效電晶體的工作原理,我們先了解一下僅含有乙個p—n結的二極體的工作過程。如圖6所示,我們知道在二極體加上正向電壓(p端接正極,n端接負極)時,二極體導通,其pn結有電流通過。這是因為在p型半導體端為正電壓時,n型半導體內的負電子被吸引而湧向加有正電壓的p型半導體端,而p型半導體端內的正電子則朝n型半導體端運動,從而形成導通電流。

同理,當二極體加上反向電壓(p端接負極,n端接正極)時,這時在p型半導體端為負電壓,正電子被聚集在p型半導體端,負電子則聚集在n型半導體端,電子不移動,其pn結沒有電流通過,二極體截止。

對於場效電晶體(見圖7),在柵極沒有電壓時,由前面分析可知,在源極與漏極之間不會有電流流過,此時場效電晶體處與截止狀態(圖7a)。當有乙個正電壓加在n溝道的mos

場效電晶體柵極上時,由於電場的作用,此時n型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來而湧向柵極,但由於氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個n溝道之間的p型半導體中(見圖7b),從而形成電流,使源極和漏極之間導通。我們也可以想像為兩個n型半導體之間為一條溝,柵極電壓的建立相當於為它們之間搭了一座橋梁,該橋的大小由柵壓的大小決定。圖8給出了p溝道的mos

場效電晶體的工作過程,其工作原理類似這裡不再重複。

下面簡述一下用c-mos場效電晶體(增強型mos

場效電晶體)組成的應用電路的工作過程(見圖9)。電路將乙個增強型p溝道mos場效電晶體和乙個增強型n溝道mos場效電晶體組合在一起使用。當輸入端為低電平時,p溝道mos場效電晶體導通,輸出端與電源正極接通。

當輸入端為高電平時,n溝道mos場效電晶體導通,輸出端與電源地接通。在該電路中,p溝道mos場效電晶體和n溝道mos場效電晶體總是在相反的狀態下工作,其相位輸入端和輸出端相反。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。

同時由於漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0v,通常在柵極電壓小於1到2v時,mos場效電晶體既被關斷。不同場效電晶體其關斷電壓略有不同。也正因為如此,

使得該電路不會因為兩管同時導通而造成電源短路。

由以上分析我們可以畫出原理圖中mos場效電晶體電路部分的工作過程(見圖10)。工作原理同前所述。

場效電晶體工作原理

場效應電晶體 field effect transistor縮寫 fet 簡稱場效電晶體。一般的電晶體是由兩種極性的載流子,即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電,因此稱為雙極型電晶體,而fet僅是由多數載流子參與導電,它與雙極型相反,也稱為單極型電晶體。它屬於電壓控制型半導體器件,具有輸入電阻高...

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