电子元器件简介——场效应管篇
场效应管(field-effect transistor)简称为FET也可以胜任放大器。场效应管分成的JFET(结型场效应管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)两大类。
场效应管有3个管脚:
G—栅极(gate)
D—漏极(drain)
S—源极(source)
对于JFET来说电压VGS越大,电流ID越小。
提高VDD(VGS=0),使VDS增加到VP时,D极电流ID开始趋于平稳,并且即便VDS继续升高,ID仍然基本保持不变。我们把VGS=0时,使ID开始达到恒定时的VDS称为夹断电压(pinch-off voltage),通常用VP来表示。
当VDS达到或超过夹断电压时VP,D极电流ID维持不变,此时的ID被称为G极短路时的D-S极电流,用IDSS来表示。不同型号的JFET具有不同的IDSS,可从技术手册中查询到。
场效应管利用电压VGS去控制电流ID。特性曲线,VGS越大,ID越小。VGS大得使ID接近0时,VGS被称为截止电压,VGS(off)用来表示。
VP和VGS(off)之间的关系:VP = — VGS(off)
JFET的正向电导
JFET用正向电导gm来描述ID变化(ΔID)与G-S极电压VGS变化(ΔVGS),单位为西门子(siemens),用字母的“S”来表示:
西门子实际上为阻值的单位欧姆的倒数。技术手册中,会用“yfs”和“gfs”来代表当VGS=0时的正向电导gm0。
JFET的输入阻抗
JFET的两种结构n-channel与p-channel JFET、
MOSFET
MOSFET功率放大器
MOSFET分成了D-MOSFET(耗尽型金属氧化物半导体场效应管)和E-MOSFET(增强型金属氧化物半导体场效应管)两种,这两种MOSFET之下还有n-channel与p-channel两种形式。
D-MOSFET的夹断电压VP和截止电压VGS(off)之间有一个关系:
VP=-VGS(off)
另外,D-MOSFET的传输特性:
E-MOSFET的传输特性:
三极管与场效应管的异同
于三极管(NPN型)的C-B极之间反向偏置,当在B-E极之间施加约0.7V电压,并且C-E极之间也正向偏置时,三极管就会导通,电流得以从C极流向E极,这个电流的大小受到B极电流控制。
场效应管在G极电压所产生的电场控制下工作。具有非常高的输入阻抗。而S-D极的电流受到G极电压的控制,所以场效应管是一个电压控制型的器件。
场效应管延时开关
场效应管Q1的G极为控制端,当控制信号为高电平时,Q1的导通,电流从+VDD经过负载RLOAD,再经过Q1的D-S极回到地。此时为场效应管闭合状态。当控制信号为低电平时,Q1的截止,此时开关断开。
场效应管控制电机
小信号场效应管放大器
场效应管与生俱来的高输入阻抗使它在某些场合中优于三极管,而成为放大器设计的首选器件。与三极管放大器有共E极、共C极、共B极等几种一样,场效应管放大器也有共S极、共D极、共G极等几种结构。
JFET共S极放大器
共S极放大器,其G极通过电阻RG实现零偏置。电阻RS保证VGS <0,此时有:VGS = — IDRS
电阻RD与负载RL是并联的关系。由于JFET输入阻抗非常大,输入信号视为没有损耗地进入JFET,于是Vgs = Vin。同时,输出信号Vout实际上就是Vds。
D-MOSFET共S极放大器
共D极放大器的电压增益
USB电源增强器电路
场效应管多媒体音箱
两支场效应管Q5、Q6必需安装散热器。
主放大器的输入端开路进行调试。
万用表测量C16两端的电压。
万用表测量电路的工作电流。
R22和R24的调节要非常缓慢。
调节完毕后等待约15分钟,看看电流有没有明显的变化。
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