场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法)

发表于 2017-07-07 10:45:54 收藏 已收藏
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场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法)

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  场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。主要有两种类型(junction FET—JFET)和金属 - 氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET,简称MOS-FET)。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(107~1015Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。场效应管(FET)是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电,又称单极型晶体管。FET 英文为Field Effect Transistor,简写成FET。

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的工作原理:

  场效应管工作原理用一句话说,就是“漏极-源极间流经沟道的ID,用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID”。更正确地说,ID流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域,表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流ID流动。

  从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次,VGS向负的方向变化,让VGS=VGS(off),此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的作用:

  作用:1.场效应管可应用于放大。2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。3.场效应管可以用作可变电阻。4.场效应管可以方便地用作恒流源。5.场效应管可以用作电子开关。

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的驱动电路:

  如下图:

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的特性:

  与双极型晶体管相比,场效应管具有如下特点。

  (1)场效应管是电压控制器件,它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏极电流);

  (2)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻(107~1012Ω)很大。

  (3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;

  (4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;

  (5)场效应管的抗辐射能力强;

  (6)由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的使用方法:

  方案1要用P沟道场管,IRF640N是N沟道的,不能用,还要求PLC的OC端能承受24V电压,这点可能不行。

  方案2用N沟道场管,IRF640N可行。

  两个方案都是低电平接通电磁阀,高电平断开。

  场效应管要注意防静电。很容易烧坏的。举个例子:做一个场效应管的的开关电路,控制25w 24v的电磁铁 ,电源 直流24v ,信号电压 8v,最低1.7v ,信号和输出都是两个 ,一个离合, 一个刹车 ,交替运行 每秒大约5次。方法:1.7至8V的信号电压通过限流电阻接至三极管基极,三极管集电极触发由CD4013数字集成电路电路组成的单稳态电路,数字电路4013的输出端Q和Q非分别驱动2个场效应管,二个效应管均可驱动电磁铁线圈,使离合、刹车交替进行,选取合适的单稳态电阻和电容元件可以使离合 、刹车每秒1次以上。

  场效应管电压控制元件,仅仅在开关时候需要从栅极吸收或者释放电流,因此驱动损耗较小。多子器件,没有电导调制效应,有一个近似线性I-V关系,导通压降随着电流增大增大。高耐压的场效应管的漂移区较厚,因此导通电阻较大。导通电阻具有正温度系数,并联时候可以实现自动均流。硅半导体的MOSFET耐压等级为600V以下。这是因为导通压降和耐压的关系的限制。新型的碳化硅MOSFET的耐压等级可以做到1200V。对于高耐压情况,IGBT结合了MOSFET和晶体管的特性,具有MOSFET优异的开关性能和晶体管的静态性能,在1000V~6000V应用场合更受到青睐。

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):大电流场效应管的型号有哪些?

  下面按顺序 型号 耐压 功率 2SK1119 1000 4 100 GH30N100 1000 30 250 IXGH10N100 1000 10 100 IXGH15N100 1000 15 150 2SK1271 1400 5 240

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  场效应管大全(工作原理,作用,特性,驱动电路,使用方法):场效应管的测量方法:

  场效应管英文缩写为FET。可分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET),我们平常简称为MOS管。而MOS管又可分为增强型和耗尽型而我们平常主板中常见使用的也就是增强型的MOS管。

  下图为MOS管的标识

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  我们主板中常用的MOS管GDS三个引脚是固定的,不管是N沟道还是P沟道都一样,把芯片放正,从左到右分别为G极D极S极!如下图:用二极管档对MOS管的测量,首先要短接三只引脚对管子进行放电。

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  1然后用红表笔接S极。黑表笔接D极。如果测得有500多的数值,说明此管为N沟道。

  2黑笔不动,用红笔去接触G极测得数值为1

  3红笔移回到S极。此时管子应该为导通

  4然后红笔测D极。而黑笔测S极。应该测得数值为1。(这一步时要注意。因为之前测量时给了G极2。5V万用表的电压,所以DS之间还是导通的,不过大概10几秒后才恢复正常,建议进行这一步时再次短接三脚给管子放电先)

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  5然后红笔不动。黑笔去测G极,数值应该为

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  到此我们可以判定此N沟道场管为正常。有的人说后面两步可以省略不测,不过我习惯性把五个步骤全用上,呵呵,个人习惯问题!!!当然。对P沟道的测量步骤也一样,只不过第一步为黑表笔测S极。红表笔测D极,可以测得500多的数值。

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