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整流二极管
晶体三极管
三极管的主要参数
1、共发射极电流放大系数
三极管的放大系数一般为 10-100倍,但是我们应用中一般取30-80为宜
2、集电极最大允许电流Icm
集电极的电流ic不能超过集电极的最大电流icm,否则很可能导致三极管烧毁
3、集电极的最大允许耗散功率Pcm
4、集电极--发射极间反向击穿电压V(br)ceo
反向击穿电压就是说,当Ue>Ub时,最大电压值不能超过反向击穿电压
实际的三极管参数
我们以9013为例
图中表明
集电极-发射极电压为25V ,也就是说Uce两端电压最大值为25V
集电极-基极电压 45V ,Ube最大值为45V
射极-基极电压 5V,Ubc最大值为5V
集电极电流0.5A, ie=0.5A
特征频率最小150Mhz,就是说我们这个型号的三极管可以放大频率为150Mhz以内的信号
放大倍数:有64-91,也有78-112的等等。
场效应管
场效应管主要通过改变垂直于半导体表面的电场强度来控制半导体沟道的导电能力。以最常见的 N 沟道增强型场效应管为例,它有三个电极:栅极(G)、源极(S)和漏极(D)。当在栅极和源极之间施加一定的电压时,会在栅极下方的半导体区域形成一个电场。这个电场会吸引或排斥半导体中的载流子(对于 N 沟道,是电子),从而形成或改变导电沟道。当导电沟道形成后,在源极和漏极之间施加电压,就会有电流从源极流向漏极,而且这个电流的大小可以通过栅极电压来控制
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分类
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按沟道类型分:
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N 沟道场效应管:其导电沟道中的多数载流子是电子。在正常工作时,电子从源极流向漏极。
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P 沟道场效应管:导电沟道中的多数载流子是空穴。空穴从源极流向漏极,电流方向与 N 沟道相反。
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按工作方式分:
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增强型场效应管:在栅 - 源电压为零时,没有导电沟道,只有当栅 - 源电压达到一定的开启电压时,才会形成导电沟道,使电流能够在源 - 漏极之间流动。
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耗尽型场效应管:在栅 - 源电压为零时,就已经存在导电沟道,当栅 - 源电压变化时,导电沟道的宽窄会发生变化,从而改变源 - 漏极之间的电流大小。
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与晶体管(双极型晶体管)的区别
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双极型晶体管是通过电流来控制电流,而场效应管是通过电压来控制电流。例如,在双极型晶体管的基极输入一个小电流,会在集电极和发射极之间产生一个放大后的电流;在场效应管中,在栅极施加一个电压,就能控制源极和漏极之间的电流。场效应管的输入电阻很高,因为栅极和源极之间是绝缘的(对于 MOSFET 等绝缘栅型场效应管),而双极型晶体管的输入电阻相对较低。
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优点
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输入阻抗高:这使得场效应管对信号源的负载影响小,适用于需要高输入阻抗的电路,如放大器的前置级。
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噪声低:在一些对噪声敏感的电路中,如音频放大电路,场效应管的低噪声特性可以提供更纯净的信号放大。
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温度稳定性好:相比双极型晶体管,场效应管受温度变化的影响较小,在温度变化较大的环境中能更稳定地工作。
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便于集成:场效应管的制造工艺与现代集成电路工艺兼容,能够在芯片上集成大量的场效应管,实现复杂的电路功能。
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应用领域
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放大电路:作为放大器使用,如音频放大器、射频放大器等。在音频放大电路中,可以利用场效应管的低噪声特性来放大微弱的音频信号。
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开关电路:在数字电路中用作开关。由于场效应管能够快速地导通和截止,并且导通电阻较低,所以可以有效地控制电路的通断,例如在计算机的主板电路中用于控制各个芯片和组件之间的信号传输。
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集成电路:是现代集成电路的重要组成部分,如微处理器、存储芯片等都大量使用场效应管来实现各种逻辑功能和存储功能。
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什么是场效应管
它是一种电压控电流的器件,
它有三个电极,栅极(G),漏极(D),源极(S)
这三极对应前面所学的三极管: 基极B 对应栅极G,集电极C对应漏极D,发射极E对应源极S
绝缘栅型场效应管怎么用?
我们分析下这个特性虚线,当Ugs小于1.5V的时候,电流非常小,(如下图输入电压为1.5V)
我们Ugs修改成1V,测试结果如图,电流值依旧很小
在Ugs小于1.5V时,电流值id一直都很小忽略不计
我们把Ug修改为2V,可以从下图测试结果中得出,明显能够测到电流值了已经达到毫安级别,处于导通状态了
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截止区
当Ugs小于小于1.5V时,MOS管不导通,通常我们把这个Ugs=1.5v的电压称为Uth,称为场效应管的导通电压。
可变电阻区
我们看上图特性变化曲线,在可变电阻区,对应的Uds是很小的,id的变化只随Ugs的增加而增加
我们先修改Uds两端电压为0.5V,查看对应测试电流
由上图可知,Uds=0.5V,Uds=2V时,id=8.674mA
那我们再对Ugs做修改,Ugs改成3V再做测试
我们可以看到此时电流已经明显增大 ,id=102.53mA
我们再把Ugs改大点,改成4V
我们可以看到此时的电流明显更大了
我们可以得出结论
可变电阻区
当Uds很小的时候,电流随着Ugs的增大而增大
恒流区
由特性曲线可知,当我们的Ugs不变的时候,改变Uds,Id也不会发生太大变化,我们来做实验看下
我们首先把Uds两端电压改成10V
可以得到测试的电流id=462mA
我们现在把Uds改成12V
如图此时Uds增大了2V,电流id依旧还是462mA
我们再改大一些,Uds改成15V
可以看到测试结果依旧是462mA
所以可以很明显的看到恒流区的特点:
当Ugs不变时,改变Uds的值,此时的电流不会发生变化
击穿区
我们可以看到当我们Uds很大的时候就进入到了我们的击穿区
我们把Uds电压改为50V看下会有什么样的效果
可以看到,此时的电流已经达到了1.488kA
所以,我们可以得出击穿区的特点:
当Uds达到一定值时,MOS管被击穿,id突然增大,在这种情况下如果没有限流电阻的话,管子是很容易被烧坏的。
过损耗区
我们可以很明显的从图中看到,当电流I和电压U都很大时,这时候MOS管的功率P也是很大的 ,如果长时间工作在这个区域,管子的功耗是很大的 ,很有可能因为管子过热把管子烧掉 ,所以在这个区域一定要加散热器来对MOS管进行很好的散热
总结
1、可变电阻区
特点:当Uds比较小的时候,id随Ugs的变化而变化
2、恒流区
特点:id不随Uds变化,只随Ugs增大而增大
3、截止区
特点:Ugs小于1.5V,id=0,场效应管不导通
4、击穿区
特点:当Uds增大到一定值时,场效应管被击穿,id突然增大,如无限流措施,管子将烧坏,在场效应管使用中一定要注意,防止管子击穿
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