三極管和場效應管的區別
三極管(BJT)的三個腳分別命名為:基極(B)、集電極、發射極(C)。
場效應管(FET)的三個腳命名為:柵極、源極、漏極。場效應管分為結型場效應管(JFET)和絕緣柵場效應管(MOS管)兩大類。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。
其中集電極和源極是接地的,基極和柵極是控制極。
過去記憶這些極,總是忘記,所以問了下兩種管的工作原理。
1.三極管,是電流驅動,需要消耗基極電流。所以三極管的放大系數通過Ic/Ib得到,就是說三極管的放大功能通過基極的電流實現的。
2.場效應管,是電壓驅動,柵極不導通,沒有電流經過,不消耗電流。它通過電壓使得效應管能電子聚集起來,形成一條電子通道,然后漏極和源極被導通。所以,場效應管是通過導通電子隧道,實現放大功能的。柵極的電壓越高,導通的電流越大,但同時柵極不消耗電流。
通過上面的對比,總結下場效應管的優缺點:
優點是電流消耗相對少,導通速度快(只要加上電壓,就導通,比三極管通過形成電流導通的方式快)。
缺點是容易被靜電擊穿。
應用場景
場效應管一般比較貴,該技術使用在內存上,例如EPROM,FLASH都是用場效應管保存數據。
結型場效應管(N溝道JFET)工作原理:
可將N溝道JFET看作帶“人工智能開關”的水龍頭。這就有三部分:進水、人工智能開關、出水,可以分別看成是JFET的 d極 、g 極、s極。
“人工”體現了開關的“控制”作用即vGS。JFET工作時,在柵極與源極之間需加一負電壓(vGS<0),使柵極、溝道間的pn結反偏,柵極電流ig≈0,場效應管呈現高達107ω以上的輸入電阻。在漏極與源極之間加一正電壓(vds>0),使N溝道中的多數載流子(電子)在電場作用下由源極向漏極運動,形成電流iD。iD的大小受“人工開關”vGS的控制,vGS由零往負向增大時,PN結的耗盡層將加寬,導電溝道變窄,vGS絕對值越大則人工開關越接近于關上,流出的水(iD)肯定越來越小了,當你把開關關到一定程度的時候水就不流了。
“智能”體現了開關的“影響”作用,當水龍頭兩端壓力差(vDS)越大時,則人工開關自動智能“生長”。vDS值越大則人工開關生長越快,流水溝道越接近于關上,流出的水(iD)肯定越小了,當人工開關生長到一定程度的時候水也就不流了。理論上,隨著vDS逐漸增加,一方面溝道電場強度加大,有利于漏極電流iD增加;另一方面,有了vDS,就在由源極經溝道到漏極組成的N型半導體區域中,產生了一個沿溝道的電位梯度。由于N溝道的電位從源端到漏端是逐漸升高的,所以在從源端到漏端的不同位置上,漏極與溝道之間的電位差是不相等的,離源極越遠,電位差越大,加到該處PN結的反向電壓也越大,耗盡層也越向N型半導體中心擴展,使靠近漏極處的導電溝道比靠近源極要窄,導電溝道呈楔形。所以形象地比喻為當水龍頭兩端壓力差(vDS)越大,則人工開關自動智能“生長”。
當開關第一次相碰時,就是預夾斷狀態,預夾斷之后id趨于飽和。
當vGS>0時,將使PN結處于正向偏置而產生較大的柵流,破壞了它對漏極電流iD的控制作用,即將人工開關拔出來,在開關處又加了一根進水水管,對水龍頭就沒有控制作用了。
絕緣柵場效應管(N溝道增強型MOSFET)工作原理:
可將N溝道MOSFET看作帶“人工智能開關”的水龍頭。相對應情況同JFET。與JFET不同的的是,MOSFET剛開始人工開關是關著的,水流流不出來。當在柵源之間加vGS>0, N型感生溝道(反型層)產生后,人工開關逐漸打開,水流(iD)也就越來越大。iD的大小受“人工開關”vGS的控制,vGS由零往正向增大時,則柵極和P型硅片相當于以二氧化硅為介質的平板電容器,在正的柵源電壓作用下,介質中便產生了一個垂直于半導體表面的由柵極指向P型襯底的電場,這個電場排斥空穴而吸引電子,P型襯底中的少子電子被吸引到襯底表面,這些電子在柵極附近的P型硅表面便形成了一個N型薄層,即導通源極和漏極間的N型導電溝道。柵源電壓vGS越大則半導體表面的電場就越強,吸引到P型硅表面的電子就越多,感生溝道將越厚,溝道電阻將越小。相當于人工開關越接近于打開,流出的水(iD)肯定越來越多了,當你把開關開到一定程度的時候水流就達到最大了。MOSFET的“智能”性與JFET原理相同,參上。
絕緣柵場效應管(N溝道耗盡型MOSFET)工作原理:
基本上與N溝道JFET一樣,只是當vGS>0時,N溝道耗盡型MOSFET由于絕緣層的存在,并不會產生PN結的正向電流,而是在溝道中感應出更多的負電荷,使人工智能開關的控制作用更明顯。
烜芯微專業制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等,20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯系上方的聯系號碼或加QQ,由我們的銷售經理給您精準的報價以及產品介紹
烜芯微專業制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等,20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯系上方的聯系號碼或加QQ,由我們的銷售經理給您精準的報價以及產品介紹