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西門子控制器6ES7211-1AE40-0XB0現(xiàn)貨供應(yīng)
西門子控制器6ES7211-1AE40-0XB0
場(chǎng)效應(yīng)管
場(chǎng)效應(yīng)管（Fjeld Effect Transistor簡(jiǎn)稱FET ）是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體中電流的一種半導(dǎo)體器件，故因此而得名。場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件，只依靠一種載流子參與導(dǎo)電，故又稱為單極型晶體管。與雙極型晶體三極管相比，它具有輸入阻抗高、
噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、功耗小、制造工藝簡(jiǎn)單和便于集成化等優(yōu)點(diǎn)。
場(chǎng)效應(yīng)管有兩大類，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管IGFET，后者性能更為*，發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。圖Z0121 為場(chǎng)效應(yīng)管的類型及圖形、符號(hào)。
一、結(jié)構(gòu)與分類
圖 Z0122
為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)示意圖和它的圖形、符號(hào)。它是在同一塊N型硅片的兩側(cè)分別制作摻雜濃度較高的P型區(qū)（用P+表示），形成兩個(gè)對(duì)稱的PN結(jié)，將兩個(gè)P區(qū)的引出線連在一起作為一個(gè)電極，稱為柵極（g），在N型硅片兩端各引出一個(gè)電極，分別稱為源極（s）和漏極（d）。在形成PN結(jié)過(guò)程中，由于P+區(qū)是重?fù)诫s區(qū)，所以N一區(qū)側(cè)的空間電荷層寬度遠(yuǎn)大
二、工作原理
N溝道和P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理相同，只是偏置電壓的極性和載流子的類型不同而已。下面以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例來(lái)分析其工作原理。電路如圖Z0123所示。由于柵源間加反向電壓，所以兩側(cè)PN結(jié)均處于反向偏置，柵源電流幾乎為零。漏源之間加正向電壓使N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子-電子由源極出發(fā)，經(jīng)過(guò)溝道到達(dá)漏極形成漏極電流ID。
1．柵源電壓UGS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響（設(shè)UDS＝0）
在圖Z0123所示電路中，UGS ＜0，
兩個(gè)PN結(jié)處于反向偏置，耗盡層有一定寬度，ID=0。若|UGS| 增大，耗盡層變寬，溝道被壓縮，截面積減小，溝道電阻增大；若|UGS| 減小，耗盡層變窄，溝道變寬，電阻減小。這表明UGS控制著漏源之間的導(dǎo)電溝道。當(dāng)UGS負(fù)值增加到某一數(shù)值VP時(shí)，兩邊耗盡層合攏，整個(gè)溝道被耗盡層夾斷。（VP稱為夾斷電壓）此時(shí)，漏源之間的電阻趨于無(wú)窮大。管子處于截止?fàn)顟B(tài)，ID＝0。
2．漏源電壓UGS對(duì)漏極電流ID的影響（設(shè)UGS＝0）
當(dāng)UGS＝0時(shí)，顯然ID＝0；當(dāng)UDS＞0且尚小對(duì)，P+N結(jié)因加反向電壓，使耗盡層具有一定寬度，但寬度上下不均勻，這是由于漏源之間的導(dǎo)電溝道具有一定電阻，因而漏源電壓UDS沿溝道遞降，造成漏端電位高于源端電位，使近漏端PN結(jié)上的反向偏壓大于近源端，因而近漏端耗盡層寬度大于近源端。顯然，在UDS較小時(shí)，溝道呈現(xiàn)一定電阻，ID隨UDS成線性規(guī)律變化（如圖Z0124曲線OA段）；若UGS再繼續(xù)增大，耗盡層也隨之增寬，導(dǎo)電溝道相應(yīng)變窄，尤其是近漏端更加明顯。由于溝道電阻的增大，ID增長(zhǎng)變慢了（如圖曲線AB段），當(dāng)UDS增大到等于|VP|時(shí)，溝道在近漏端首先發(fā)生耗盡層相碰的現(xiàn)象。這種狀態(tài)稱為預(yù)夾斷。這時(shí)管子并不截止，因?yàn)槁┰磧蓸O間的場(chǎng)強(qiáng)已足夠大，可以把向漏極漂移的全部電子吸引過(guò)去形成漏極飽和電流IDSS （這種情況如曲線B點(diǎn)）：當(dāng)UDS＞|VP|再增加時(shí)，耗盡層從近漏端開始沿溝道加長(zhǎng)它的接觸部分，形成夾斷區(qū) 。由于耗盡層的電阻比溝道電阻大得多，所以比|VP|大的那部分電壓基本上降在夾斷區(qū)上，使夾斷區(qū)形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，它可以把溝道中向漏極漂移的電子拉向漏極，形成漏極電流。因?yàn)槲幢粖A斷的溝道上的電壓基本保持不變，于是向漏極方向漂移的電子也基本保持不變，管子呈恒流特性（如曲線BC段）。但是，如果再增加UDS達(dá)到BUDS時(shí)（BUDS稱為擊穿電壓）進(jìn)入夾斷區(qū)的電子將被強(qiáng)電場(chǎng)加速而獲得很大的動(dòng)能，這些電子和夾斷區(qū)內(nèi)的原子碰撞發(fā)生鏈鎖反應(yīng)，產(chǎn)生大量的新生載流予，使ID急劇增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象（如曲線CD段）。
由此可見(jiàn)，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流ID受UGS和UDS的雙重控制。這種電壓的控制作用，是場(chǎng)效應(yīng)管具有放大作用的基礎(chǔ)。