什么是場(chǎng)效應管的夾斷電壓-夾斷電壓的作用及測試-KIA MOS管

什么是場(chǎng)效應管的夾斷電壓和開(kāi)啟電壓?

概念:場(chǎng)效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)(FET)）簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應管。由多數載流子參與導電,也稱(chēng)為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導體器件。

特點(diǎn):具有輸入電阻高（100000000～1000000000Ω）、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、安全工作區域寬等優(yōu)點(diǎn)。

Up — 夾斷電壓.是指結型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應管中,使漏源間剛截止時(shí)的柵極電壓。

Ut — 開(kāi)啟電壓.是指增強型絕緣柵場(chǎng)效管中,使漏源間剛導通時(shí)的柵極電壓。

場(chǎng)效應管是靠叫做“導電溝道”的機制導電的，通俗的講，該溝道越寬，導電能力越強（即電阻越?。?，寬度為0，則不導電。有兩種類(lèi)型的場(chǎng)效應管：增強型和耗盡型。增強型的在柵源電壓小于一定值時(shí)是沒(méi)有導電溝道的（寬度為0），大于該值時(shí)才導電，這就是開(kāi)啟電壓。耗盡型的在柵源電壓=0時(shí)就已經(jīng)存在非0寬度的導電溝道，而隨著(zhù)柵源電壓的降低，溝道寬度越來(lái)越小，當溝道寬度=0時(shí)對應的柵源電壓就稱(chēng)為夾斷電圧。

場(chǎng)效應管夾斷電壓的作用及測試

1.夾斷電壓Vp是場(chǎng)效應管的重要參數

場(chǎng)效應管夾斷電壓：夾斷電壓[1]是指結型場(chǎng)效應管在漏源電壓UDS為某一固定數值時(shí)，使漏極電流iD接近于零（常取iD=50μA)的柵源電壓。為了說(shuō)明Vp參數的重要性，下面對場(chǎng)效應管工作區域的特點(diǎn)做簡(jiǎn)單的分析。

1.1 飽和區是場(chǎng)效應管常用的工作區域

圖1是結型場(chǎng)效應管的輸出特性曲線(xiàn)，它反映的是以柵源電壓UGS為參變量，漏極電流與漏源電壓uDs之間的關(guān)系，其函數關(guān)系為iD=f(uDs)|uGS=常數，由圖1可以看出，場(chǎng)效應管的工作情況可分為三個(gè)區域。

1.1.1 可變電阻區

可變電阻區是指特性曲線(xiàn)AO虛線(xiàn)以左的區域，它表示管子導電溝道在預夾斷以前，漏源電壓和漏極電流之間的關(guān)系。工作在此區域內的結型場(chǎng)效應管可看作一個(gè)由電壓控制的可變電阻。

1.1.2 飽和區

飽和區又稱(chēng)恒流區或線(xiàn)性區，是虛線(xiàn)AO與虛線(xiàn)CB之間的區域，它反映的是場(chǎng)效應管在預夾斷到全夾斷過(guò)程中，漏極電流和柵源電壓、漏源電壓之間的關(guān)系。其特點(diǎn)是iD只受uGs的控制而幾乎與uDs無(wú)關(guān)，具有恒流特性，是場(chǎng)效應管作為放大器件使用時(shí)的工作區域。

1.1.3 擊穿區

擊穿區是指CB虛線(xiàn)以右的區域，它表明當UDS增加到某值時(shí)，柵漏極間的PN結發(fā)生反向擊穿，使電流iD隨uDs增加而劇增，場(chǎng)效應管失去正常工作狀態(tài)，是應當禁止出現的區域。上面分析了場(chǎng)效應管三個(gè)區域的特點(diǎn)，在一般情況下，場(chǎng)效應管都作為放大器件使用，所以必須保證場(chǎng)效應管可靠地工作在飽和區，以達到用uGs控制iD的效果。

1.2 可變電阻區與飽和區的分界

由圖1可知，場(chǎng)效應管的可變電阻區與飽和區之間是連續變化的過(guò)程，中間沒(méi)有斷點(diǎn)。為了劃分它們之間的界線(xiàn)，在實(shí)際運用中，引入“預夾斷”[2]的概念，就是從預夾斷點(diǎn)以后到全夾斷的過(guò)程就是飽和區。也就是說(shuō)“預夾斷點(diǎn)”就是可變電阻區與飽和區的分界點(diǎn)。根據場(chǎng)效應管的工作原理，當管子進(jìn)入預夾斷狀態(tài)時(shí)uGs、uDs、Vp之間有如下關(guān)系uDs=uGs-Vp.知道uDS和uGs.由此式即可確定預夾斷點(diǎn)電壓。

2.測試方法

場(chǎng)效應管夾斷電壓：測試原理描述-圖2是一個(gè)測量場(chǎng)效應管夾斷電壓的原理圖。根據場(chǎng)效應管轉移特性曲線(xiàn)iD=f(uGs)|uGS=常數，先將漏源之間的電壓uDs固定為某一個(gè)數值，然后改變柵極電壓uGs.記下與之相對應的iD數值。當改變uGs.使iD接近零時(shí)，此時(shí)的uGs電壓就是夾斷電壓Vp.對于N溝道器件，Vp是負值；對P溝道器件，Vp是正值。如果把uGs與iD的對應關(guān)系在坐標紙上描繪出來(lái)，就是場(chǎng)效管的特性曲線(xiàn)。

3.注意事項

柵源電壓的極性不能接反，否則，因PN結處于正偏壓而燒壞管子。測試點(diǎn)取值要合理，既不能過(guò)多，也不能過(guò)少，點(diǎn)與點(diǎn)的間隔要均勻，否則將無(wú)法準確反映管子的內在特征。特別是在臨近預夾斷時(shí)，iD微小，要仔細觀(guān)察iD隨uGs的變化情況。

4.結論

場(chǎng)效應管作為放大器件，必須工作在飽和區。場(chǎng)效應管的重要參數夾斷電壓Vp可以用實(shí)驗的方法測量出來(lái)，有了Vp就可以確定飽和區域，再通過(guò)具體電路的合理設置，使場(chǎng)效應管工作在飽和區的中心位置。

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