日韩国产精品一级毛片在线_場(chǎng)效應晶體管電路符號及在壓力變送器使用特點(diǎn)_新聞中心

場(chǎng)效應晶體管的電路符號如圖所示。其中結型場(chǎng)效應管的圖形符號中，豎直線(xiàn)表示能導電的溝道，豎直線(xiàn)頂部的一條直角線(xiàn)表示漏極d,豎直線(xiàn)底部的一條直角線(xiàn)表示源極s,豎直線(xiàn)左面帶箭頭的直線(xiàn)表示柵極g。同普通晶體三極管一樣，箭頭指向表示從p型指向n型材料，從箭頭指向就可以知道是哪種溝道的結型場(chǎng)效應管。很顯然，圖形符號中箭頭指向“溝道”,表示是n型溝道結型場(chǎng)效應管；箭頭背離“溝道”,表示是p型溝道結型場(chǎng)效應管。由于結型管的源極s和漏極d在制造工藝上是對稱(chēng)的，所以圖形符號畫(huà)法也很對稱(chēng)，表示在實(shí)際應用中這兩個(gè)電極可以對換使用。在絕緣柵型場(chǎng)效應管的圖形符號中，柵極g都不帶箭頭，不與“溝道”豎直線(xiàn)接觸，表示管中柵極g與漏極d、源極s是絕緣的，以區別于結型場(chǎng)效應管。將表示溝道結型的“箭頭”改畫(huà)在“溝道”中間表示“襯底”的水平線(xiàn)上，即箭頭指向“溝道”,表示是n型溝道絕緣柵型場(chǎng)效應管；箭頭背離“溝道”,表示是p型溝道絕緣柵型場(chǎng)效應管。另外，箭頭線(xiàn)畫(huà)得短，表示襯底無(wú)引出線(xiàn)；箭頭線(xiàn)畫(huà)得稍長(cháng)，表示襯底有引出線(xiàn)；箭頭線(xiàn)與源極s相連，表示襯底在管子內部已經(jīng)與源極連接。對于增強型的管子，還將“溝道”線(xiàn)畫(huà)成3截，表示在零柵壓下這種管子是沒(méi)有導電溝道的，以區別于耗盡型mos管和結型場(chǎng)效應管�？梢�(jiàn)，掌握了場(chǎng)效應晶體管的這些圖形符號，就等于掌握了場(chǎng)效應晶體管的種類(lèi)，這對分析電路和正確運用場(chǎng)效應晶體管都很重要。

圖場(chǎng)效應晶體管的符號

跟普通晶體三極管一樣，以前場(chǎng)效應晶體管的舊圖形符號均用圓圈表示外殼，現已廢棄不再畫(huà)出圓圈。不過(guò)我們翻閱以前的電路圖或圖書(shū)時(shí)，會(huì )看到帶有圓圈的場(chǎng)效應晶體管圖形符號。

場(chǎng)效應晶體管的文字符號與普通晶體三極管的文字符號相同，常用vt(舊符號為bg)或v表示，在電路圖中常寫(xiě)在圖形符號旁邊。若電路圖中有多只同類(lèi)元器件時(shí)，按常規就在文字后面或右下角標上數字，以示區別，如vt1、vt2……文字符號的下邊，一般標出場(chǎng)效應晶體管的型號。

引腳識別

圖給出了國產(chǎn)小功率場(chǎng)效應晶體管各引腳的排列位序。對于圖(a)所示的金屬管帽封裝的三引腳圓柱狀場(chǎng)效應管，其管帽下有一個(gè)小凸口，把引腳對著(zhù)自己，從凸口開(kāi)始沿順時(shí)針?lè )较驍�，如果是結型場(chǎng)效應管，依次為源極s、漏極d和柵極g;如果是絕緣柵型場(chǎng)效應管，則依次為d、g和s腳。對于塑料封裝的半圓柱狀結型場(chǎng)效應管，其3個(gè)引線(xiàn)腳呈“一字形”排列，面對標有型號的一面，從左到右依次為s、d、g腳。對于圖(b)所示的金屬管帽封裝的四引腳絕緣柵型場(chǎng)效應管，其增加的第4引腳有兩種可能：如果是普通增強型mos場(chǎng)效應管，則該腳為“襯底”引腳；如果是雙柵mos管，則該腳為第二柵極引腳。

圖常用場(chǎng)效應晶體管的引腳識別

對于有4個(gè)引腳的結型場(chǎng)效應晶體管，其增加的第4腳一般是屏蔽極(使用中接地)。對于大功率場(chǎng)效應晶體管，將管子有字面朝自己，引腳朝下，從左至右其引腳排列順序基本上都是“g、d、s”,并且散熱片接通d極。當遇到型號、封裝和引腳排列不熟悉的場(chǎng)效應晶體管時(shí)，就要查閱有關(guān)資料或用萬(wàn)用表檢測辨認后再接入電路。

型號命名

國產(chǎn)小功率場(chǎng)效應晶體管的型號一般由4個(gè)部分組成，如圖所示。第1部分是數字“3”或“4”,分別表示有3個(gè)電極或4個(gè)電極(雙柵極場(chǎng)效應管);第2部分是字母“d”或“c”,分別表示n型溝道或p型溝道；第3部分是字母“j”或“o”,分別表示是結型管還是絕緣柵型管；第4部分是阿拉伯數字(多后綴參數分擋字母a～j),表示器件序號和某些特性參數的分類(lèi)等。例如：3dj6f表示n溝道結型場(chǎng)效應管，3c01表示p溝道絕緣柵(增強型)場(chǎng)效應管，4d01a表示n溝道絕緣柵(耗盡型)雙柵場(chǎng)效應管。還有些絕緣柵場(chǎng)效應晶體管，生產(chǎn)廠(chǎng)家在型號后面加有字母“b”(如3d01d-b),表示管內對柵極加了保護措施。功率型場(chǎng)效應晶體管的型號命名多借用國外型號命名法，還有些是生產(chǎn)廠(chǎng)家自己命名的。部分國產(chǎn)小功率場(chǎng)效應晶體管的型號和主要參數見(jiàn)表。

圖場(chǎng)效應晶體管的型號標注實(shí)例

國外生產(chǎn)的常見(jiàn)場(chǎng)效應晶體管型號有2sk11、3n128、bfw11、mfe3004、irfd120、bs170……其型號命名規則與同類(lèi)晶體三極管一致，這里不再詳細介紹。

表部分國產(chǎn)場(chǎng)效應晶體管的型號和主要參數

主要參數

場(chǎng)效應晶體管的參數很多，包括直流參數、交流參數和極限參數，但一般使用時(shí)只需要關(guān)注以下幾項主要參數。

①夾斷電壓(up)。這是指在規定的漏極電壓us下，使漏極電流/。(即溝道電流)為零或者小于某一小電流值(例如1μa、10μa)時(shí)，加在柵極上的電壓ucs,它是結型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應晶體管的重要參數。

②開(kāi)啟電壓(ur)。這是指當漏極電壓us為某一規定值時(shí)，使導電溝道(即漏、源極之間)剛開(kāi)始導通時(shí)的柵極電壓ucs,它是增強型場(chǎng)效應晶體管的重要參數。當柵極電壓uos小于開(kāi)啟電壓up的絕對值時(shí)，場(chǎng)效應晶體管不能導通。

③飽和漏電流(1oss)。這是指當柵、源極短路(uss=0)時(shí)，一定的漏極電壓us(大于夾斷電壓)所引起的漏極電流/%。飽和漏電流反映了零柵壓時(shí)原始溝道的導電能力，是耗盡型場(chǎng)效應晶體管的重要參數。

④低頻跨導(gm)。在漏極電壓uos為規定值時(shí)，漏極電流變化量△1。與引起這個(gè)變化的柵壓變化量△ucs的比值，叫跨導(或互導),即gm=△/△uos。gm的常用單位是ms(毫西門(mén)子)。gm是衡量場(chǎng)效應晶體管柵極電壓對漏極電流控制能力強弱的一個(gè)參數，也是衡量放大作用的重要參數，與晶體三極管的交流電流放大系數β相似。gm與管子的工作區域有關(guān)，漏極電流/,越大，管子的跨導gm也越大。

⑤漏源擊穿電壓(buos)。這是指柵極電壓uas一定時(shí)，場(chǎng)效應晶體管正常工作所能承受的最大漏極電壓，它相當于普通晶體三極管的集電極一發(fā)射極擊穿電壓vericoo(即buceo)。這是一項極限參數，使用時(shí)加在場(chǎng)效應晶體管上的工作電壓必須小于buos。

⑥最大漏源電流(/osm)。這是指場(chǎng)效應晶體管正常工作時(shí)，漏、源極之間所允許通過(guò)的最大電流，它相當于普通晶體三極管的/cm。場(chǎng)效應晶體管的工作電流不應超過(guò)這一極限參數。

⑦最大耗散功率(ppsm)。這是指場(chǎng)效應晶體管性能不變壞時(shí)，所允許的最大漏極耗散功率，它相當于普通三極管的pcx。使用時(shí)，場(chǎng)效應晶體管的實(shí)際功耗(pp=uos×1o)應小于這一極限參數，并留有一定余量。

結構及特性

結型場(chǎng)效應晶體管或絕緣柵場(chǎng)效應晶體管中，不同溝道的管子，其工作方式是一樣的，它們內部的區別在于制造時(shí)所選用的硅材料類(lèi)型正好相反，而外部的區別在于管子的工作電壓極性正好相反，這如同雙極型三極管有pnp型和npn型一樣。下面以n溝道結型場(chǎng)效應晶體管和n溝道絕緣柵場(chǎng)效應晶體管為例，簡(jiǎn)單介紹它們的結構和基本特性。

n溝道結型場(chǎng)效應晶體管(jfet)的結構如圖虛線(xiàn)框內所示，它是在n型硅材料的兩端引出漏極d和源極s兩個(gè)電極，又在硅材料的兩側各附一小片p型材料，在內部用導線(xiàn)把兩個(gè)p區連接在一起，并引出一個(gè)電極稱(chēng)為柵極g。這樣，在n型硅材料和柵極g的交界處就形成了兩個(gè)pn結，因其中的載流子已經(jīng)耗盡，故這兩個(gè)pn結基本上是不導電的，形成了所謂的耗盡層；而夾在耗盡層中間的n型硅材料，由于呈現一定的電阻，且能夠導電，被形象地稱(chēng)為“溝道”。如果按圖所示在漏極d、源極s之間加上正向電壓uos,就會(huì )有漏極電流/o從漏極d通過(guò)溝道流向源極s,且隨著(zhù)電壓uos的增加而增大。當給柵極g加上負柵壓uss時(shí)，就相當于給pn結加上了反向電壓，從而使得兩個(gè)耗盡層變厚，溝道變窄，溝道電阻加大，漏極電流/,減小。當負柵壓繼續增加時(shí)，耗盡層就會(huì )越來(lái)越厚，甚至使兩邊耗盡層在溝道中間相合，導電溝道消失，漏極電流/=0,這種現象稱(chēng)為夾斷，這時(shí)所加的柵極電壓就叫夾斷電壓up�？梢�(jiàn)，結型場(chǎng)效應晶體管是利用導電溝道之間耗盡層的大小來(lái)控制漏極電流的，與普通晶體管的最大不同之處在于：它在工作時(shí)，柵、源極之間存在的pn結被反向偏置，因而輸入電阻極大，一般在107ω以上，這使得場(chǎng)效應晶體管成為電壓控制器件，即漏極電流/.受控于柵極電壓ucs;而普通晶體三極管卻是由一個(gè)反偏的集電結和一個(gè)正偏的發(fā)射結結合而成的，是電流控制器件，即在一定條件下，集電極電流/。受控于基極電流/o。

圖n溝道結型場(chǎng)效應晶體管工作示意圖

n溝道絕緣柵場(chǎng)效應管(jgfet)的結構如圖所示。用一塊雜質(zhì)濃度比較低的p型薄硅片作為襯底，在它上面擴散兩個(gè)高摻雜的n型區(n+區),分別作為源極s和漏極d。在硅片表面覆蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個(gè)電極作為柵極g。由于柵極g與其他電極之間隔著(zhù)二氧化硅絕緣層，所以絕緣柵場(chǎng)效應管因此得名。在制造管子時(shí)，通過(guò)工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側(p型硅)能感應出較多的負電荷，這些負電荷把兩個(gè)n+區接通，就形成了導電溝道(增強型管在柵極g加上一定電壓后才會(huì )形成),即使在柵極電壓uos=0時(shí)，也會(huì )有較大的漏極電流/o。當柵極電壓uss改變時(shí)，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄隨之而變，因而使漏極電流/。隨著(zhù)柵極電壓的變化而變化。由此可見(jiàn)，絕緣柵場(chǎng)效應管是利用絕緣柵在外加電壓下所產(chǎn)生的感應電荷來(lái)控制導電溝道的寬窄，從而實(shí)現對漏極電流/,的控制，這和結型場(chǎng)效應管是不同的，它的輸入電阻更是高達109ω以上。

圖 n溝道絕緣柵場(chǎng)效應晶體管工作示意圖

絕緣柵場(chǎng)效應管有增強型和耗盡型之分。當柵極g和源極s之間的電壓ucs=0時(shí)，漏、源極之間就存在導電溝道，并能形成較大漏極電流的，稱(chēng)為耗盡型場(chǎng)效應管；如果必須在|ussl>0的情況下才存在導電溝道，才會(huì )形成漏極電流的，則稱(chēng)為增強型場(chǎng)效應管。對于耗盡型場(chǎng)效應管來(lái)說(shuō)，只要漏極d與源極s上加上電壓，即使柵極電壓ucs為零，在溝道中也會(huì )有漏極電流/。產(chǎn)生。如果在柵極上加正電壓，導電溝道就會(huì )變寬，漏極電流o會(huì )增大；反之，如果在柵極上加負電壓，導電溝道就會(huì )變窄，漏極電流便會(huì )減小。這跟n溝道結型場(chǎng)效應管基本相同，不同之處在于結型管僅能夠加負柵壓(p溝道結型管僅能夠加正柵壓)。對于增強型的管子，當柵極電壓ucs為零時(shí)，即使在漏極d和源極s之間還加著(zhù)正向電壓uos,溝道中也不會(huì )有電流通過(guò)。如果給柵極g加上正電壓，情況就會(huì )發(fā)生變化，溝道中就會(huì )有電流流過(guò)。一般使管子導通并開(kāi)始產(chǎn)生漏極電流/,時(shí)的柵、源極間電壓uas,就叫開(kāi)啟電壓ut。

外形和種類(lèi)

常見(jiàn)場(chǎng)效應晶體管的實(shí)物外形如圖所示。由圖可見(jiàn)，場(chǎng)效應晶體管的外形與普通三極管別無(wú)兩樣，其封裝形式主要有金屬殼封裝和塑料封裝兩大類(lèi)，引腳一般有3根，特殊的有4根(雙柵極場(chǎng)效應管)和6根(一個(gè)管殼內封裝兩只場(chǎng)效應管)。

圖場(chǎng)效應晶體管的實(shí)物外形圖

根據結構和制造工藝，場(chǎng)效應晶體管可分為結型場(chǎng)效應管(jfet)和絕緣柵場(chǎng)效應管(jgfet)兩大類(lèi)。如果按導電溝道(即電流通路)材料的不同劃分，結型和絕緣柵型場(chǎng)效應管各有n溝道和p溝道兩種。按工作方式劃分，結型場(chǎng)效應管均為耗盡型(柵偏壓為零時(shí)已存在溝道),而絕緣柵型場(chǎng)效應管既有耗盡型，也有增強型(柵偏壓達到一定值時(shí)才會(huì )出現溝道)。場(chǎng)效應晶體管的一般分類(lèi)如下。

目前，在絕緣柵場(chǎng)效應晶體管中，應用最為廣泛的是“mos場(chǎng)效應晶體管”(即：金屬-氧化物-半導體場(chǎng)效應管),它是由金屬、氧化物和半導體所組成的，簡(jiǎn)稱(chēng)“mos管”。常用的場(chǎng)效應晶體管中還有雙柵極場(chǎng)效應晶體管、絕緣柵雙極型場(chǎng)效應晶體管(igbt),以及用途廣泛的各種類(lèi)型的功率場(chǎng)效應晶體管等。

性能優(yōu)良的場(chǎng)效應晶體管

場(chǎng)效應晶體管(英文縮寫(xiě)fet)簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應管，顧名思義，它是利用電場(chǎng)的效應來(lái)控制電流的。場(chǎng)效應晶體管是在普通晶體三極管制造工藝的基礎上開(kāi)發(fā)出來(lái)的新一代放大器件，它有3個(gè)電極——柵極、漏極和源極，其特點(diǎn)是柵極的內阻極高，采用二氧化硅材料的可達到上千兆歐，通過(guò)柵極電壓可控制漏極電流，屬于電壓控制型半導體器件。由于晶體三極管內部參加導電的載流子為空穴和電子兩種，所以晶體三極管又稱(chēng)為雙極型晶體管。而場(chǎng)效應晶體管內部參加導電的載流子只有空穴或只有電子一種，因此場(chǎng)效應晶體管又稱(chēng)為單極型晶體管。

場(chǎng)效應晶體管具有輸入電阻高(10～1000mω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現象、安全工作區域寬、熱穩定性好等優(yōu)點(diǎn)，其一些特性與電子管相似，現已成為雙極型晶體管(尤其是功率晶體管)的強大競爭者。