场效应晶体管的电路符号及图片识别
场效应管英文缩写：FET(Field-effect transistor)，简称为场效应管，是一种高输入阻抗的电压控制型半导体。场效应管也是一种晶体三极管，也有三个极，分别叫源极S，栅极G，漏极D。
场效应管电路符号
一：场效应管的分类：
1、各类场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，可分为N型沟道和P型沟道两种。所谓沟道，就是电流通道。
2、根据构造和工艺的不同，场效应管分为结型和绝缘型两大类。
结型场效应管的英文是 Junction Field Effect Transistor，简称JFET。JFET 又分为N沟道，P沟道场效应管。
绝缘栅型场效应管：英文是 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，缩写为MO SFET，简称MOS管。
MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。
3、按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。
二：场效应晶体管具有如下特点：
（1）输入阻抗高；
（2）输入功耗小；
（3）温度稳定性好；
（4）信号放大稳定性好，信号失真小；
（5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。
三：场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管
四：场效应管的主要作用：
1.场效应管可应用于放大。由于场效应管的放大器输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。
2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
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。
五：场效应管好坏与极性判别:
将万用表的量程选择在RX1K档,用黑表笔接D极,红表笔接S极,用手同时触及一下G,D极,场效应管应呈瞬时导通状态,即表针摆向阻值较小的位置,再用手触及一下G,S极, 场效应管应无反应,即表针回零位置不动.此时应可判断出场效应管为好管.
将万用表的量程选择在RX1K档,分别测量场效应管三个管脚之间的电阻阻值,若某脚与其他两脚之间的电阻值均为无穷大时,并且再交换表笔后仍为无穷大时,则此脚为G极,其它两脚为S极和D极.然后再用万用表测量S极和D极之间的电阻值一次,交换表笔后再测量一次,其中阻值较小的一次,黑表笔接的是S极,红表笔接的是D
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电流表PA 电压表PV 有功电度表PJ 无功电度表PJR 频率表PF 相位表PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表PPF 有功功率表PW 无功功率表PR 无功电流表PAR 声信号HA 光信号HS 指示灯HL 红色灯HR 绿色灯HG 黄色灯HY 蓝色灯HB
白色灯HW 连接片XB 插头XP 插座XS 端子板XT 电线,电缆,母线W 直流母线WB 插接式(馈电)母线WIB 电力分支线WP 照明分支线WL 应急照明分支线WE 电力干线WPM 照明干线WLM 应急照明干线WEM 滑触线WT 合闸小母线WCL 控制小母线WC 信号小母线WS 闪光小母线WF 事故音响小母线WFS 预告音响小母线WPS 电压小母线WV 事故照明小母线WELM 避雷器F 熔断器FU 快速熔断器FTF 跌落式熔断器FF 限压保护器件FV 电容器C 电力电容器CE 正转按钮SBF 反转按钮SBR 停止按钮SBS 紧急按钮SBE 试验按钮SBT 复位按钮SR 限位开关SQ 接近开关SQP 手动控制开关SH 时间控制开关SK 液位控制开关SL 湿度控制开关SM 压力控制开关SP
速度控制开关SS 温度控制开关,辅助开关ST 电压表切换开关SV 电流表切换开关SA 整流器U 可控硅整流器UR 控制电路有电源的整流器VC 变频器UF 变流器UC 逆变器UI 电动机M 异步电动机MA 同步电动机MS 直流电动机MD 绕线转子感应电动机MW 鼠笼型电动机MC 电动阀YM 电磁阀YV 防火阀YF 排烟阀YS 电磁锁YL 跳闸线圈YT 合闸线圈YC 气动执行器YPA,YA 电动执行器YE 光电池,热电传感器 B 压力变换器BP 温度变换器BT 速度变换器BV 时间测量传感器BT1,BK 液位测量传感器BL 温度测量传感器BH,BM 发热器件(电加热) FH 照明灯(发光器件) EL 空气调节器EV 电加热器加热元件EE 感应线圈,电抗器L 励磁线圈LF 消弧线圈LA
场效应管特性
根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1.概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.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. 特点: 具有输入电阻高（100000000～1000000000Ω）、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. 作用: 场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. 2.场效应管的分类:
场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.见下图: 3.场效应管的主要参数: Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量. IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSM Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数） ID---漏极电流（直流） IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流（射频功率管）
第2章 电力晶体管
第二章电力晶体管（GTR） §2-1 电力晶体管的结构与工作原理 GTR是一种电流控制的双极双结大功率、高反压电力电子器件，具有自关断能力,产生于本世纪70年代，其额定值已达1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具备晶体管饱和压降低、开关时间短和安全工作区宽等固有特性，又增大了功率容量，因此，由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。GTR的缺点是驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易受二次击穿而损坏。在开关电源和UPS内，GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT 所代替。它的符号如图1,和普通的NPN晶体管一样。 一、单管GTR 1.单管 GTR结构 电力晶体管有与一般双极型晶体管相似的结构、工作原理和特性。它们都是3层半导体，2个PN结的三端器件，有PNP和NPN这2种类型，但GTR多采用NPN型。GTR的结构、电气符号和基本工作原理，如图1所示。
在应用中，GTR一般采用共发射极接法，如图1(c)所示。集电极电流i c与基极电流i b的比值为β=i c/i b (1) 式中，β称为GTR的电流放大系数，它反映出基极电流对集电极电流的控制能力。单管GTR的电流放大系数很小，通常为10左右。在考虑集电极和发射极之间的漏电流时，i c=βi b+I c e o (2) 2. 单管 GTR的工作原理 与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的 主要特性是耐压高、电流大、开关特性好 通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构 采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成 一般采用共发射极接法，集电极电流ic与基极电流ib之比为 （1-9） ( ——GTR的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的控制能力)
MOS管i-v特性
一、实验目的 分析mos晶体管i-v特性分析 二、实验要求 了解结型场效应管和MOS管的工作原理、特性曲线及主要参数 三、实验内容 1、MOS器件的结构介绍 2、MOS的工作原理 3、i-v特性曲线 图1 原理图
1．特性曲线和电流方程 输出特性曲线 与结型场效应管一样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止 区和击穿区几部分。 转移特性曲线 转移特性曲线如图1(b)所示,由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和 区(恒流区),此时i D 几乎不随v DS 而变化,即不同的v DS 所对应的转移特性曲线几乎是重合的,所以可用v DS 大于某一数值(v DS ＞v GS -V T )后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线. i D 与v GS 的近似关系 与结型场效应管相类似。在饱和区内,i D 与v GS 的近似关系式为 ( v GS ＞ V T ) 式中I DO 是v GS =2V T 时的漏极电流i D 。 2.参数 2 GS DO D )1(-=T V v I i
MOS管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型MOS管中不用夹断电压V P，而用开启电压V T表征管子的特性。 MOS管 1. 基本结构 原因：制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此即使v GS=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v DS，就有电流i D。 如果加上正的v GS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，i D增大。反之v GS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，i D减小。当v GS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，i D趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用V P表示。与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断电压V P也为负值，但是，前者只能在v GS<0的情况下工作。而后者在v GS=0，v GS>0，V P 场效应管放大电路 这一节我们来学习另一种放大器件——场效应管。它是通过改变输入电压来控制输出电流的，它是电压控制器件,它不吸收信号源电流,不消耗信号源功率,因此它的输入电阻很高,它还具有很好的温度特性、抗干扰能力强、便于集成等优点。 场效应管是靠一种极性的载流子导电，它又被称为单极性三极管，它分为结型场效应管(JFＥＴ)和绝缘栅场效应管(MＯＳ管） 我们在学习时把这一章的内容分为三节，它们是 §3.1 场效应管的类型 §3.2 场效应管的主要参数和特点3§?.３总结 §3.1场效应管的类型（第一页） 这一节我们要了解场效应管的分类，各种场效应管的工作特点及根据特性曲线能判断管子的类型。 场效应管分为结型场效应管(JＦET）和绝缘栅场效应管（ＭOＳ管） 一：结型场效应管 １．结型场效应管的分类?结型场效应管有两种结构形式。它们是N沟道结型场效应管(符号图为（1））和P沟道结型场效应管(符号图为(2)) 从图中我们可以看到,结型场效应管也具有三个电极, 它们是：Ｇ——栅极；D——漏极；S——源极。电路符号 中栅极的箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。 2.结型场效应管的工作原理（以N沟道结型场效应管为例) 在D 、S间加上电压U DS，则源极和漏极之间形成电流IＤ,我们通过改变栅极和源极的反向电压ＵＧS，就可以改变两个ＰN结阻挡层的(耗尽层)的宽度,这样就改变了沟道电阻，因此就改变了漏极电流ＩD。 3．结型场效应管的特性曲线(以N沟道结型场效应管为例) 输出特性曲线:（如图(３)所示）?根据 工作特性我们把它分为四个区域，即：可 变电阻区、放大区、击穿区、截止区。 ?对此不作很深的要求，只要求我们看 到输出特性曲线能判断是什麽类型的管 子即可 转移特性曲线： 我们 ? 根据这个特性关系可得出它的特性曲线 如图(4)所示。它描述了栅、源之间电压 对漏极电流的控制作用。 从图中我们可以看出当U GＳ＝ＵＰ时I D=0。我们称ＵP为夹断电压。 注:转移特性和输出特性同是反映场效应管工作时，UＧS、UＤＳ、IＤ之间的关系，它们之间是可以互相转换的。 电路图形大全一、图形 电位器 表示符号:VR，RP,W 可调电阻 表示符号:VR，RP,W 电位器 表示符号:VR，RP,W 三脚消磁电阻表示符号：RT 二脚消磁电阻 表示符号：RT 压敏电阻 表示符号：RZ,VAR 光敏电阻CDS 电容（有极性电容） 表示符号： 电容（有极性电容） 表示符号：C 电容（无极性电容）表示符号：C 四端光电光电耦合器 表示符号：IC，N 六端光电光电耦合器 表示符号：IC，N 场效应管增强型N-MOS 电阻电阻器或固定电阻表 示符号：R 可调电阻 表示符号:VR，RP,W 热敏电阻 表示符号：RT 可调电容 表示符号：C 单向可控硅(晶闸 管) 双向可控硅(晶闸管) 双向可控硅(晶闸管) 晶振石英晶体振荡器 表示符号：X 石英晶体滤波器 表示符号：X 双列集成电路 表示符号：IC或U 运算放大器倒相放大器 AND gate 非门 NAND gate与非门NOR gate 或非门 保险管 表示符号：F 变压器永久磁铁电感 二、电工电路图符号大全 电流表PA 电压表PV 有功电度表PJ 无功电度表PJR 频率表PF 相位表PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表PPF 有功功率表PW 无功功率表PR 无功电流表PAR 声信号HA 光信号HS 指示灯HL 红色灯HR 绿色灯HG 黄色灯HY 蓝色灯HB 白色灯HW 连接片XB 插头XP 插座XS 端子板XT 电线,电缆,母线W 直流母线WB 插接式(馈电)母线WIB 电力分支线WP 照明分支线WL 应急照明分支线WE 电力干线WPM 照明干线WLM 应急照明干线WEM 滑触线WT 合闸小母线WCL 控制小母线WC 信号小母线WS 闪光小母线WF 事故音响小母线WFS 预告音响小母线WPS 电压小母线WV 事故照明小母线WELM 避雷器F 熔断器FU 快速熔断器FTF 跌落式熔断器FF 限压保护器件FV 电容器C MOS 场效应管的工作原理及特点 场效应管是只有一种载流子参与导电，用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P 沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide SemIConductor FET）。 MOS场效应管 有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟 道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极： D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极； G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极； S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管 道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底(substrat)，用符号B表示。 一、工作原理 1．沟道形成原理 当Vgs=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压，不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时，若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。 进一步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时，由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着Vgs的继续增加，ID将不断增加。 在Vgs=0V时ID=0，只有当Vgs＞Vgs(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。 VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图。 转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm 的量纲为mA/V，所以gm也 称为跨导。 跨导的定义式如下： gm=△ID/△VGS| (单位mS) 2．Vds对沟道导电能力的控制 当Vgs＞Vgs(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟 道的影响如图所示。 根据此图可以有如下关系 VDS=VDG＋VGS= —VGD＋VGS VGD=VGS—VDS 当VDS为0或较小时，相当VGD＞VGS(th)，沟道呈斜线分布。在紧靠漏极处，沟道达到开启的程度以上， 精心整理 第一章汽车电气线路图读图基础 第一节汽车电路图常用符号 汽车电路图是利用图形符号和文字符号，表示汽车电路构成、连接关系和工作原理，而不考虑其实际安装位置的一种简图。为了使电路图具有通用性，便于进行技术交流，构成电路图的图形符号和文字符号，不是随意的，它有统一的国家标准和国际标准。要看懂电路图，必须了解图形符号和文字符号的含义、标注原则和使用方法。 一、图形符号 1 流，“~ 2 如： 也可以表示没有附加信息或功3 组合派生出来的。如：*” ，就成为明细符号。表示电流表，表示电压表。 表常用图形符号 按规定的组合原则进行派生，以构成完整的元件或设备的图形符号，但在图样的空白处必须加以说明，如表1-1-2所示。将天线的一般符号和直流电动机的一般符号进行组合，就构成了电动天线的图形符号。 4 （1）首先选用优选形。 （2）在满足条件的情况下，首先采用最简单的形式，但图形符号必须完整。 （3）在同一份电路图中同一图形符号采用同一种形式。 （4）符号方位不是固定的，在不改变符号意义的前提下，符号可根据图面布置的需要旋转或成镜像放置，但文字和指示方向不得倒置。 （5）图形符号中一般没有端子代号，如果端子代号是符号的一部分，则端子代号必须画出。 （6）导线符号可以用不同宽度的线条表示，如电源线路（主电路）可用粗实线表示，控制、保护线路（辅助电路）则可用细实线表示。 （7）一般连接线不是图形符号的组成部分，方位可根据实际需要布置。 （8）符号的意义由其形式决定，可根据需要进行缩小或放大。 （9）图形符号表示的是在无电压、无外力的常规状态。 （ （ 符号。 1 （1 （2 “G” 场效应管 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有 3个极性,栅极, 漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1. 概念 : 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写 (FET简称场效应管 . 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 . 特点 : 具有输入电阻高(100000000~1000000000Ω、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 . 作用 : 场效应管可应用于放大 . 由于场效应管放大器的输入阻抗很高 , 因此耦合电容可以容量较小 , 不必使用电解电容器 . 场效应管可以用作电子开关 . 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换 . 常用于多级放大器的输入级作阻抗变换 . 场效应管可以用作可变电阻 . 场效应管可以方便地用作恒流源 . 2. 场效应管的分类 : 场效应管分结型、绝缘栅型 (MOS两大类 按沟道材料 :结型和绝缘栅型各分 N 沟道和 P 沟道两种 . 按导电方式 :耗尽型与增强型 , 结型场效应管均为耗尽型 , 绝缘栅型场效应管既有耗尽型的 , 也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和 MOS 场效应晶体管 , 而 MOS 场效应晶体管又分为 N 沟耗尽型和增强型 ;P 沟耗尽型和增强型四大类 . 见下图 : 3. 场效应管的主要参数 : Idss —饱和漏源电流 . 是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中 , 栅极电压 UGS=0时的漏源电流 . Up —夹断电压 . 是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中 , 使漏源间刚截止时的栅极电压 . Ut —开启电压 . 是指增强型绝缘栅场效管中 , 使漏源间刚导通时的栅极电压 . gM —跨导 . 是表示栅源电压 UGS —对漏极电流 ID 的控制能力 , 即漏极电流ID 变化量与栅源电压 UGS 变化量的比值 .gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数 . BVDS —漏源击穿电压 . 是指栅源电压 UGS 一定时 , 场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压 . 这是一项极限参数 , 加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. MOS管开关 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。 1，MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小，且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。 2，MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 3，MOS开关管损失 字符电路图符号大全: AAT 电源自动投入装置 AC 交流电 DC 直流电 FU 熔断器 G 发电机 M 电动机 HG 绿灯 HR 红灯 HW 白灯 HP 光字牌 K 继电器 KA(NZ 电流继电器 (负序零序KD 差动继电器 KF 闪光继电器 KH 热继电器 KM 中间继电器 KOF 出口中间继电器 KS 信号继电器 KT 时间继电器 KV(NZ 电压继电器 (负序零序 KP 极化继电器 KR 干簧继电器 KI 阻抗继电器 KW(NZ 功率方向继电器 (负序零序 KM 接触器 KA 瞬时继电器 ; 瞬时有或无继电器;交流继电器 KV 电压继电器L 线路 QF 断路器 QS 隔离开关 T 变压器 TA 电流互感器 TV 电压互感器 W 直流母线 YC 合闸线圈 YT 跳闸线圈 PQS 有功无功视在功率 EUI 电动势电压电流 SE 实验按钮 SR 复归按钮 f 频率 Q——电路的开关器件 FU——熔断器 FR——热继电器 KM——接触器 KA——1、瞬时接触继电器 2、瞬时有或无继电器 3、交流继电器 KT——延时有或无继电器 SB——按钮开关 Q——电路的开关器件 FU——熔断器 KM——接触器 KA——1、瞬时接触继电器 2、瞬时有或无继电器 3、交流继电器 KT——延时有或无继电器 SB——按钮开关 SA 转换开关 电流表 PA 电压表 PV 有功电度表 PJ 无功电度表 PJR 频率表 PF 相位表 PPA 最大需量表 (负荷监控仪 PM 功率因数表 PPF 有功功率表 PW 无功功率表 PR 无功电流表 PAR 声信号 HA 光信号 HS 指示灯 HL 红色灯 HR 绿色灯 HG 黄色灯 HY 蓝色灯 HB 白色灯 HW 连接片 XB 插头 XP 插座 XS 2.2场效应管功能及参数介绍 开关电源的基本电路由“交流一直转换电路”, “开关型功率变换器”, “控制电路”和整流稳波电路”而组成.输入的电网电压通过“交流一直流转换电路”中的整流和稳器转换成直流电,该直流电源作为“开关型功率变换器”的输入电源,经过“开关型功率更换器”将直流电转变为高频脉冲电波电压输出给“整流滤波电路”,变成平滑直流供给负载,控制电路则起着控制“开关型功率变换器”工作的作用.开关型功率变换器是开关电源的主电路,开关电源的能量转换,电压变换就由它承担.在直流变换器的基础上,由于高频脉冲技术及开关变换技术的进一步发展,出现了推挽式开关型功率变换器,全挢式开关型功率变换器,半挢式﹑单端正激式.单端反激式开关型功率变换器.其控制方法可分为脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频调制(PFM)两种. 开关电源最重要的组件是MOSFET,它的开通和关短控制着整个电源运转.MOSFET原意是MOS(METAL OXIDE SEWILONDUCTOR,金属氧化物半导体)FET(FIELD DFFECT TRAHSISTOR,场效应晶体),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(0),利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管. 功率场应晶体管也分为结型绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semi Conductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSPET).结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(STATIC INTUCTION TRANSISTOR,缩写为SIT).其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10KW的电力电子装置.国际整流器公司.(在International Rectifier,缩写IR)把MOSFET用于高压的器件归纳为第3,6,9代,其中包括3,5代,而用于低压的则为第5,7,8代. 功率MOSFET按导电沟通可分P沟道和N沟道;按栅极电压幅值可分为耗尽型(当栅极电压为零时漏,源极之间就存在导电沟道)和增强型(对于N或P沟道器,件栅极电压大珪或小于零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型). 2.2.1.功率MOSFET的结构 功率MOSPET的内部结构和电气符号如下周所示,其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管.导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有极大区别.小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET.大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力. 按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET的结构为多元集.如国际整流器公司的HEXFET采用六边形单元;西门子公司的STPMOSFET采用了正方形单元;摩托罗拉公司的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列. 2.2.2功率MOSFET的工作方式 截止:漏极间加正电源,栅源极间电压为零.P基区与N漂移区之间形成的PN结,反偏;漏源极之间无电流流过. 导电:在栅源极间加正电压Vgs,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过.但栅极的正电压会将其下P区中的空穴推开.,而将P区中的少子---电子吸引到栅极下面的P区表面. 当Vgs大于UT(开启电压或阀值电压)时,栅极下面P区表面的电子浓度将超过空穴的浓度,P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而PN结缩小消失,漏极和源极导电. 2.2.3功率MOSFET的基本特性 1.静态特性 其转移特性和转出特性如图所示 漏极电流Id和栅源间电压Vgs的关系为MOSFET的转移特性.Id较大时,Id与Vgs的关系近似线性 ,曲线的斜率定义为跨导Gfs.在恒流区内,N信道增强型MOSFET的Id可近似表示为: id=Ido(Vgs/VT-1)2 (Vgs>VT) 电气设计图纸字符电路图符号大全 ?电路图 ?电气设计图纸 AAT 电源自动投入装置 AC 交流电 DC 直流电 FU 熔断器 G 发电机 M 电动机 HG 绿灯 HR 红灯 HW 白灯 HP 光字牌 K 继电器 KA(NZ) 电流继电器(负序零序) KD 差动继电器 KF 闪光继电器 KH 热继电器 KM 中间继电器 KOF 出口中间继电器 KS 信号继电器 KT 时间继电器 KV(NZ) 电压继电器(负序零序) KP 极化继电器 KR 干簧继电器 KI 阻抗继电器 KW(NZ) 功率方向继电器(负序零序) KV电压继电器 L 线路 QF 断路器 QS 隔离开关 T 变压器 TA 电流互感器 TV 电压互感器 W 直流母线 YC 合闸线圈 YT 跳闸线圈 PQS 有功无功视在功率 EUI 电动势电压电流 SE 实验按钮 SR 复归按钮 f 频率 Q——电路的开关器件 FU——熔断器 FR——热继电器 KM——接触器 KA——1、瞬时接触继电器 2、瞬时有或无继电器 3、交流继电器KT——延时有或无继电器 SB——按钮开关 SA 转换开关 电流表 PA 电压表 PV 有功电度表 PJ 无功电度表 PJR 频率表 PF 相位表 PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表 PPF 有功功率表 PW 无功功率表 PR 无功电流表 PAR 声信号 HA 光信号 HS 指示灯 HL 红色灯 HR 绿色灯 HG 黄色灯 HY 蓝色灯 HB 白色灯 HW 连接片 XB 插头 XP 插座 XS 端子板 XT 电线电缆母线 W 直流母线 WB 插接式(馈电)母线 WIB 电力分支线 WP 照明分支线 WL 应急照明分支线 WE 电力干线 WPM 照明干线 WLM 应急照明干线 WEM 滑触线 WT 合闸小母线 WCL 控制小母线 WC 信号小母线 WS 闪光小母线 WF 事故音响小母线 WFS 预报音响小母线 WPS 电压小母线 WV 事故照明小母线 WELM 避雷器 F 快速熔断器 FTF 跌落式熔断器 FF 限压保护器件 FV 电容器 C 电力电容器 CE 正转按钮 SBF 反转按钮 SBR 停止按钮 SBS 紧急按钮 SBE 试验按钮 SBT 复位按钮 SR 限位开关 SQ 接近开关 SQP 手动控制开关 SH 时间控制开关 SK 液位控制开关 SL 湿度控制开关 SM 压力控制开关 SP 场效应管参数符号意义 来源： | 时间：2009年05月07日 Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数） ID---漏极电流（直流） IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流（射频功率管） IDS---漏源电流 IDSM---最大漏源电流 IDSS---栅-源短路时，漏极电流 IDS(sat)---沟道饱和电流（漏源饱和电流） IG---栅极电流（直流） IGF---正向栅电流 IGR---反向栅电流 IGDO---源极开路时，截止栅电流 IGSO---漏极开路时，截止栅电流 IGM---栅极脉冲电流 IGP---栅极峰值电流 IF---二极管正向电流 IGSS---漏极短路时截止栅电流 IDSS1---对管第一管漏源饱和电流 IDSS2---对管第二管漏源饱和电流 Iu---衬底电流 Ipr---电流脉冲峰值（外电路参数） gfs---正向跨导 Gp---功率增益 Gps---共源极中和高频功率增益 GpG---共栅极中和高频功率增益 GPD---共漏极中和高频功率增益 ggd---栅漏电导 gds---漏源电导 K---失调电压温度系数 Ku---传输系数 L---负载电感（外电路参数） LD---漏极电感 Ls---源极电感 rDS---漏源电阻 rDS(on)---漏源通态电阻 rDS(of)---漏源断态电阻 rGD---栅漏电阻 rGS---栅源电阻 Rg---栅极外接电阻（外电路参数） RL---负载电阻（外电路参数） R(th)jc---结壳热阻 R(th)ja---结环热阻 PD---漏极耗散功率 PDM---漏极最大允许耗散功率 PIN--输入功率 功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数 场效应管与晶体三极管的比较 场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件.在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管. 晶体三极管与场效应管工作原理完全不同，但是各极可以近似对 应以便于理解和设计： 晶体管：基极发射极集电极 场效应管：栅极源极漏极 要注意的是，晶体管(NPN型)设计发射极电位比基极电位低(约0. 6V)，场效应管源极电位比栅极电位高（约0.4V)。 场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器 件. 有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵 活性比晶体管好. 场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用. 一、场效应管的结构原理及特性场效应管有结型和绝缘栅两种 结构，每种结构又有N沟道和P沟道两种导电沟道。 1、结型场效应管（JFET） （1）结构原理它的结构及符号见图1。在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两个电极，又在硅棒的两侧各做一个P区，形成两个P N结。在P区引出电极并连接起来，称为栅极Go这样就构成了N型 沟道的场效应管 图1、N沟道结构型场效应管的结构及符号由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，从图1中可见，当漏极电源电压ED一定时，如果栅极电压越负，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流ID就愈小；反之，如果栅极电压没有那么负，则沟道变宽，ID变大，所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。 （2）特性曲线 1）转移特性 图2（a）给出了N沟道结型场效应管的栅压---漏流特性曲线，称为转移特性曲线，它和电子管的动态特性曲线非常相似，当栅极电压VGS=0时的漏源电流。用IDSS表示。VGS变负时，ID逐渐减小。I D接近于零的栅极电压称为夹断电压，用VP表示，在0≥VGS≥VP的区段内，ID与VGS的关系可近似表示为： ID=IDSS（1-|VGS/VP|） 其跨导gm为：gm=（△ID/△VGS）|VDS=常微（微欧）| 式中：△ID------漏极电流增量（微安） ------△VGS-----栅源电压增量（伏） =============================================== ============================================== 电路图符号大全： AAT 电源自动投入装置 AC 交流电 DC 直流电 FU 熔断器 G 发电机 M 电动机 HG 绿灯 HR 红灯 HW 白灯 HP 光字牌 K 继电器 KA(NZ) 电流继电器(负序零序) KD 差动继电器 KF 闪光继电器 KH 热继电器 KM 中间继电器 KOF 出口中间继电器 KS 信号继电器 KT 时间继电器 KV(NZ) 电压继电器(负序零序) KP 极化继电器 KR 干簧继电器 KI 阻抗继电器 KW(NZ) 功率方向继电器(负序零序) KM 接触器 KA 瞬时继电器；瞬时有或无继电器；交流继电器 KV电压继电器 L 线路 QF 断路器 QS 隔离开关 T 变压器 TA 电流互感器 TV 电压互感器 W 直流母线 YC 合闸线圈 YT 跳闸线圈 PQS 有功无功视在功率 EUI 电动势电压电流 SE 实验按钮 SR 复归按钮 f 频率 Q——电路的开关器件 FU——熔断器 FR——热继电器 KM——接触器 KA——1、瞬时接触继电器 2、瞬时有或无继电器 3、交流继电器KT——延时有或无继电器 SB——按钮开关 Q——电路的开关器件 FU——熔断器 KM——接触器 KA——1、瞬时接触继电器 2、瞬时有或无继电器 3、交流继电器KT——延时有或无继电器 SB——按钮开关 SA 转换开关 电流表 PA 电压表 PV 有功电度表 PJ 无功电度表 PJR 频率表 PF 相位表 PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表 PPF 有功功率表 PW 无功功率表 PR 无功电流表 PAR 声信号 HA 光信号 HS 指示灯 HL 红色灯 HR 绿色灯 HG 黄色灯 HY 蓝色灯 HB 白色灯 HW 连接片 XB 插头 XP 插座 XS 端子板 XT 电线电缆母线 W 直流母线 WB 插接式(馈电)母线 WIB 电力分支线 WP 照明分支线 WL 应急照明分支线 WE 电力干线 WPM 照明干线 WLM 应急照明干线 WEM 滑触线 WT 合闸小母线 WCL 目录 目录............................................................................................................................................................................. I 第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 . (1) 9.1 电力二极管的应用简介 (1) 9.1.1 电力二极管的种类 (1) 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 (1) 9.1.3 电力二极管的主要参数 (1) 9.1.4 电力二极管的选型原则 (2) 9.2 电力晶体管的应用简介 (3) 9.2.1 电力晶体管的主要参数 (3) 9.2.2 电力晶体管的选型原则 (3) 9.3 晶闸管的应用简介 (4) 9.3.1 晶闸管的种类 (4) 9.3.2 各种常用的晶体管结构、特点和用途 (4) 9.3.3 晶闸管的主要参数 (5) 9.3.4 晶闸管的选型原则 (6) 9.4 总结 (7) 第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 9.1 电力二极管的应用简介 电力二极管（Power Diode）在20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器；它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管相同，都以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能。电力二极管是不可控器件，其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。 9.1.1 电力二极管的种类 电力二极管主要有普通二极管、快速恢复二极管和肖特基二极管。 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 名称结构特点、用途实例图片 整流二极管 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。其反向恢复时间较长，一般在5s以上，其正向电流定额和反向电压定额可以达到很高。 快速恢复二极管 恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短（一般在5s以下）。快恢复外延二极管，采用外延型P-i-N结构，其反向恢复时间更短（可低于50ns），正向压降也很低（0.9V左右）。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。 肖特基二极管 优点：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。 弱点：（1）当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200V以下的低压场合.（2）反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 9.1.3 电力二极管的主要参数 1．正向平均电流I F（AV）。 正向平均电流指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度（简称壳温，用T C表示）和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。其是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相第三章：场效应管放大电路
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第9章 电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介