FET晶体管的类型和MOS管工作原理及应用

DIOADE

场效应晶体管或FET是晶体管，其中输出电流由电场控制。FET有时被称为单极晶体管，因为它涉及单载波型操作。FET晶体管的基本类型与BJT 晶体管基础完全不同。FET是三端子半导体器件，具有源极，漏极和栅极端子。

场效应晶体管
3 G6 D1 w* w5 J2 y( O3 Q* l( }9 u
0 D  w1 j; i! }  _9 q电荷载流子是电子或空穴，它们通过有源沟道从源极流到漏极。从源极到漏极的这种电子流由施加在栅极和源极端子上的电压控制。
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( u  d- R8 q# P& v' r8 K6 i" JFET晶体管的类型

, i0 a1 j/ n8 \* q  ]FET有两种类型--JFET或MOSFET。

) L9 x# L' T7 Z结FET
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结型FET

结FET晶体管是一种场效应晶体管，可用作电控开关。电能流过源极与漏极端子之间的有源沟道。通过向栅极端子施加反向偏压，沟道变形，从而完全切断电流。
( H* k/ e3 g) j" E" U0 x
结FET晶体管有两种极性：
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N-沟道JFET

N沟道JFET

N沟道JFET由n型棒构成，在其两侧掺杂有两个p型层。电子通道构成器件的N通道。在N沟道器件的两端形成两个欧姆接触，它们连接在一起形成栅极端子。

源极和漏极端子取自棒的另外两侧。源极和漏极端子之间的电位差称为Vdd，源极和栅极端子之间的电位差称为Vgs。电荷流动是由于电子从源极到漏极的流动。

4 I: @/ v5 J' @; m7 G( c4 e每当在漏极和源极端子上施加正电压时，电子从源极“S”流到漏极“D”端子，而传统的漏极电流Id流过漏极到源极。当电流流过器件时，它处于导通状态。

当负极性电压施加到栅极端子时，在沟道中产生耗尽区。沟道宽度减小，因此增加了源极和漏极之间的沟道电阻。由于栅极源极结是反向偏置的，并且器件中没有电流流动，因此它处于关闭状态。

# N9 C% b' \2 ]; p+ o因此，基本上如果在栅极端子处施加的电压增加，则较少量的电流将从源极流到漏极。
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N沟道JFET具有比P沟道JFET更大的导电性。因此，与P沟道JFET相比，N沟道JFET是更有效的导体。

P沟道JFET
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& O8 }, x& v, f# P4 qtrzvp2106P沟道JFET由P型棒构成，在其两侧掺杂n型层。通过在两侧连接欧姆接触来形成栅极端子。与N沟道JFET一样，源极和漏极端子取自棒的另外两侧。在源极和漏极端子之间形成由作为电荷载流子的空穴组成的AP型沟道。
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P沟道JFET棒
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施加到漏极和源极端子的负电压确保从源极到漏极端子的电流流动，并且器件在欧姆区域中操作。施加到栅极端子的正电压确保了沟道宽度的减小，从而增加了沟道电阻。更正的是栅极电压; 流过设备的电流越少。
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4 a6 i. }2 J* `) B/ t3 Bp沟道结型FET晶体管的特性
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下面给出p沟道结型场效应晶体管的特性曲线和晶体管的不同工作模式。

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p沟道结FET晶体管的特性
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截止区域：当施加到栅极端子的电压足够正以使沟道宽度最小时，没有电流流动。这导致设备处于切断区域。

; c1 ~3 q3 N1 |* R! [欧姆区：流过器件的电流与施加的电压成线性比例，直到达到击穿电压。在该区域中，晶体管显示出对电流的一些阻力。
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6 A$ j1 Z1 l6 P4 r饱和区：当漏源电压达到一个值，使得流过器件的电流随漏源电压恒定并且仅随栅源电压变化，该器件称为饱和区。
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击穿区域：当漏极源极电压达到导致耗尽区域击穿的值，导致漏极电流突然增加时，该器件被称为击穿区域。当栅极源极电压更正时，对于较低的漏极源电压值，可以提前达到该击穿区域。

MOSFET晶体管

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MOSFET晶体管
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MOSFET晶体管顾名思义是p型（n型）半导体棒（具有扩散到其中的两个重掺杂n型区域），其表面上沉积有金属氧化物层，并且从该层取出空穴以形成源极和漏极端子。在氧化物层上沉积金属层以形成栅极端子。场效应晶体管的基本应用之一是使用MOS晶体管作为开关。
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这种类型的FET晶体管具有三个端子，即源极，漏极和栅极。施加到栅极端子的电压控制从源极到漏极的电流流动。金属氧化物绝缘层的存在导致器件具有高输入阻抗。

3 W. j2 ?1 y+ f基于工作模式的MOSFET晶体管类型

4 q2 c0 z5 h7 A* ]) h" xMOSFET晶体管是最常用的场效应晶体管类型。MOSFET工作以两种模式实现，基于哪种MOSFET晶体管被分类。增强模式下的MOSFET工作包括逐渐形成沟道，而在耗尽型MOSFET中，它由已经扩散的沟道组成。MOSFET的高级应用是CMOS。

  \7 S+ e$ r' F4 ~增强型MOSFET晶体管

当负电压施加到MOSFET的栅极端子时，带正电荷的载流子或空穴在氧化物层附近更多地累积。从源极到漏极端子形成沟道。
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0 R( N( M5 h# C2 B1 ~9 X8 x

增强型MOSFET晶体管

0 u& t$ m  `* a# }; {0 ^0 H" Q* i随着电压变得更负，沟道宽度增加并且电流从源极流到漏极端子。因此，随着施加的栅极电压的电流“增强”，该器件被称为增强型MOSFET。

( s: ^+ ^0 x' e. K0 m" I耗尽型MOSFET晶体管

耗尽型MOSFET由在漏极 - 源极端子之间扩散的沟道组成。在没有任何栅极电压的情况下，由于沟道，电流从源极流向漏极。

耗尽型MOSFET晶体管
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9 H) K# x! T$ D# ]' V/ i7 j当该栅极电压为负时，正电荷在沟道中累积。

9 ]+ V, x7 {6 M5 w0 U1 V这导致通道中的耗尽区域或不动电荷区域并阻碍电流的流动。因此，当耗尽区的形成影响电流时，该器件称为耗尽型MOSFET。
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涉及MOSFET作为开关的应用
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控制BLDC电机的速度

/ y  h$ _% a) A; Y  vMOSFET可用作开关以操作DC电机。这里使用晶体管来触发MOSFET。来自微控制器的PWM信号用于接通或断开晶体管。

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控制BLDC电机的速度

2 {. v# w- ?! H8 m来自微控制器引脚的逻辑低电平信号导致OPTO耦合器工作，在其输出端产生高逻辑信号。PNP晶体管截止，因此MOSFET被触发并接通。漏极和源极端子短路，电流流向电动机绕组，使其开始旋转。PWM信号确保电机的速度控制。

驱动一系列LED：

驱动一系列LED
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# [1 G' j3 a1 J0 Z  w7 L作为开关的MOSFET操作涉及应用控制LED阵列的强度。这里，由来自外部源（如微控制器）的信号驱动的晶体管用于驱动MOSFET。当晶体管关断时，MOSFET获得电源并接通，从而为LED阵列提供适当的偏置。

使用MOSFET开关灯：

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使用MOSFET开关灯
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MOSFET可用作开关来控制灯的开关。此外，MOSFET也使用晶体管开关触发。来自外部源（如微控制器）的PWM信号用于控制晶体管的导通，因此MOSFET接通或断开，从而控制灯的开关。

刘工在呢

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