【电赛公开课】模拟电路基础知识讲座_第17课时_场效应管概述

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查看: 221回复: 8 发表于 2019-3-5 10:07:18   只看该作者
本帖最后由 电赛小编 于 2019-3-7 10:07 编辑

关于电赛公开课
《模拟电路基础知识讲座》由 TI 邀请青岛大学傅强老师录制,深入浅出的介绍了模拟电路及电源相关的基础知识,帮助大家由浅入深地了解产品,更轻松的进行产品的选型和设计。
本课程共计80节视频内容,视频解析文字课40节,每周二、周四更新,欢迎同学观看学习。

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本节文字课程相关视频:
场效应管概述


晶体管包括三极管和场效应管。学好三极管电路已经很不容易,如果过早的引入场效应管知识,无疑是不明智的。
在学习完三极管电路以后,适度的将场效应管与三极管做一番对比讲解,则是事半功倍的学习方法。


1 场效应管的符号
学习场效应管遇到的第一个难题就是FET种类太多,符号复杂。为了便于理解最精华的知识,我们将场效应管的符号简化为一个三端器件,如图1所示。场效应管的栅极G、漏极D和源极S分别可对应三极管的基极B、集电极C和发射极E。
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图1 简化的场效应管符号



2场效应管与三极管的相似之处
对于三极管,控制信号是加载在BE之间,而场效应管是加载在GS之间。参考图2,三极管的“主电流”为集电极电流IC,场效应管的“主电流”为漏极电流ID。N型三极管(NPN)的主电流是自C流向E,P型(PNP)则反过来由E流向C。N型场效应管(N沟道)的主电流是自D流向S,P型(P沟道)也是反过来。
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图2 N型和P型三极管的主电流方向



3场效应管与三极管的不同之处
三极管通常等效为流控电流源,即基极电流iB控制集电极电流iC。场效应管(FET)则对应等效为压控电流源,即栅源电压uGS控制漏极电流iD。
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图3三极管与场效应管控制量与被控制量对比

三极管属于“线性控制”,即控制信号iB与被控信号iC两者之间的关系近似正比(iC=βiB),输出特性曲线是等间距的。
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图4 晶体管输出特性曲线

而场效应管控制信号uGS与被控制信号iD两者之间的关系不是正比关系而是二次曲线,输出特性曲线间隔逐渐增大,如图5所示。
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图5 场效应管输出特性曲线


4 场效应管的转移特性曲线
由于场效应管的压控电流特性不是线性的,因此就有了所谓的转移特性曲线来描述两者的关系。为避免脑容量不够,这里我们只讲N沟道场效应管。利用转移特性曲线,我们将区分三种场效应管的特性。
如图6所示为三种类型的场效应管的转移特性曲线。无论是哪种FET,特性曲线都是二次曲线的一部分,而且二次曲线的底点均位于横轴上。
06.jpg
图6 场效应管的转移特性曲线

参考图7,结型场效应管的控制电压uGS介于UGS(0ff)和0V之间。当短接GS时,结型FET实际上就是一个最简单省事的恒流源!
07.jpg
图7 结型场效应管符号和转移特性曲线

参考图8,耗尽型场效应管的控制电压uGS可正可负,这样就意味着它用于放大电路可以不用直流偏置。即信号电压为0的时候,管子就已经是导通的(对比三极管的uBE总需要大于0.7V)。无需直流偏置电路,这将会给电路设计带来极大的便利。通常场效应管构成的放大电路应优先选择,耗尽型场效应管。
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图8 耗尽型场效应管符号和转移特性曲线

参考图9,增强型场效应管与普通三极管的“特性”最为接近,同样需要控制电压高过某一个值时,才开始导通。在信号放大的应用中,这其实是个劣势。增强型场效应管更适合用于开关电路,例如用于斩波电路的开关。
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图9 增强型场效应管符号和转移特性曲线



以上就是本节公开课的全部内容,通过本节课程的学习,你收获了什么?
欢迎大家留言作答以下题目,答案将在下期公开课公布。在答案公布前作答正确的同学,还将获得5枚赫兹币奖励哦~

课后问答:
1、应用于放大电路,宜采用哪种类型的场效应管?
2、应用于开关电路,宜采用哪种类型的场效应管?

参考答案:
1.耗尽型场效应管
2.增强型场效应管

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二氧化硅

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发表于 2019-3-5 16:10:21   只看该作者
实际上公开课的存在,为我们解答了不少困惑。为我这种基础知识不是很牢固的同学来说有不少益处。总体来说感谢各位的努力。

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一粒轻沙

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发表于 2019-3-5 16:12:46   只看该作者
学完三极管在学习场效应管,美滋滋,妈妈再也不用担心我的学习了

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一粒轻沙

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一直看,一只学 还是一头的雾水 没办法硬着头皮也要学 话说同学们交流下好伐 我感觉我是最惨的一个

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发表于 2019-3-5 16:23:17   只看该作者
冰月银离 发表于 2019-3-5 16:12
学完三极管在学习场效应管,美滋滋,妈妈再也不用担心我的学习了

比我强多了 我这除了尴尬就剩尴尬了

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发表于 2019-3-5 16:25:57   只看该作者
bluesky 发表于 2019-3-5 16:20
一直看,一只学 还是一头的雾水 没办法硬着头皮也要学 话说同学们交流下好伐 我感觉我是最惨的一个 ...

书山有路勤为径,抱着乐观心态,多学,多问必将成功。

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一粒轻沙

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发表于 2019-3-7 01:15:18   只看该作者
第一个应该采取耗尽型场效应管,第二个应该增强型场效应管

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发表于 2019-3-7 01:18:49   只看该作者
1 宜采用耗尽型
2 宜采用增强型

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电赛小编 + 5 很给力!

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发表于 2019-3-13 09:17:08   只看该作者
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