利用電場(chǎng)效應(yīng)控制電流的場(chǎng)效應(yīng)三極管

導(dǎo)體三極管中參與導(dǎo)電的有兩種極性的載流子，所以也稱為雙極型三極管。本文將介紹另一種三極管，這種三極管只有一種載流子參與導(dǎo)電，所以也稱為單極型三極管，因?yàn)檫@種管子是利用電場(chǎng)效應(yīng)控制電流的，所以也叫場(chǎng)效應(yīng)三極管（FET），簡稱場(chǎng)效應(yīng)管。

場(chǎng)效應(yīng)管可以分成兩大類，一類是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET），另一類是絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）。

即使搜索“結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管”，出來的也只有幾種，你是不是懷疑結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管已經(jīng)被人類拋棄了的感覺，沒錯(cuò)，JFET相對(duì)來說是比較少使用的。

下面我們就跳過JFET，來點(diǎn)實(shí)際的，還是直接分享絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)吧。

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中文全稱是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，由于這種場(chǎng)效應(yīng)管的柵極被絕緣層隔離，所以又叫絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，英文簡稱是MOSFET，一般也簡稱為MOS管。

MOSFET的輸入電阻很高，高達(dá)109Ω以上，從導(dǎo)電溝道來分，可以分為N溝道和P溝道兩種，無論是N溝道還是P溝道，又可以分為增強(qiáng)型和耗盡型。

N溝道的MOS管通常也簡稱為NMOS，P溝道的MOS管簡稱為PMOS。

▲MOS管種類

MOS管共有3個(gè)腳，柵極G，漏極D，源極S，通常情況下，MOS管的襯底是跟S極在管子內(nèi)部是連接在一起的，而且，MOS管的D極和S極之間一般會(huì)有一個(gè)寄生二極管，所以，你見到的MOS管的符號(hào)通常是畫成下面這樣的。

▲MOS管符號(hào)通常是畫成這樣的

仔細(xì)觀察的朋友可以發(fā)現(xiàn)，無論是N溝道還是P溝道，寄生二極管的方向總是跟箭頭的方向是一致的。

其實(shí)在一般使用中，更多是使用N溝道增強(qiáng)型或者P溝道增強(qiáng)型MOS管，耗盡型的管子是比較少使用到的。

那么，如何使用MOS管做電子開關(guān)？比如用來驅(qū)動(dòng)LED？先來兩個(gè)圖。

▲MOS管做電子開關(guān)的簡單應(yīng)用

一般認(rèn)為MOS管導(dǎo)通是不需要電流，只要UGS提供一定的電壓就可以導(dǎo)通了。

對(duì)于N溝道增強(qiáng)型的MOS管，當(dāng)UGS大于一定值時(shí)就會(huì)導(dǎo)通，這里所說的“一定值”是指開啟電壓UGS(th)，N溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是2~4V之間。

對(duì)于P溝道增強(qiáng)型的MOS管，當(dāng)UGS小于一定值時(shí)就會(huì)導(dǎo)通，P溝道增強(qiáng)型UGS(th)一般是-2~-4V之間。

如果UGS達(dá)不到相應(yīng)的電壓值，MOS就無法導(dǎo)通，所以說MOS管是電壓控制型元件。

可能會(huì)有朋友問，電路圖中的電阻Rgs有什么作用？

是這樣的，在MOS管內(nèi)部結(jié)構(gòu)里，G極與D極、S極實(shí)際上是有一層絕緣層二氧化硅進(jìn)行隔離的，這就相當(dāng)于存在一個(gè)電容器。

這些寄生電容是無法避免的，電容的大小由MOS管的結(jié)構(gòu)、材料、所加的電壓決定。

如果上面的電路圖沒有電阻Rgs的，電路將會(huì)變成怎樣呢，下面以圖1為例，做個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

沒有電阻Rgs時(shí)，在G極接上5V控制信號(hào)，相當(dāng)于給寄生電容Cgs進(jìn)行充電，即使撤去G極上的控制電壓，G極上也有電容的電壓存在，所以MOS仍然是導(dǎo)通的。

當(dāng)有G、S兩極有電阻Rgs時(shí)，當(dāng)G極撤去5V信號(hào)，電阻Rgs可以把寄生電容Cgs上的電壓進(jìn)行釋放，所以MOS就截止了。

所以，上面電路加入電阻Rgs，可以對(duì)電容的電壓進(jìn)行及時(shí)的釋放，這樣有利于提高電路的可靠性，可以避免G極沒有控制信號(hào)時(shí)誤動(dòng)作。

MOS管具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性，在電路中，可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。

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