《數(shù)字化轉(zhuǎn)型和跨學(xué)科實(shí)踐暑期研討會(huì)》詳解
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場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)是數(shù)字電路的組成部分,尤其是在 CMOS 技術(shù)中。CMOS 電路由 N 溝道和 P 溝道 Mosfet 組成互補(bǔ)對(duì),通過控制 Mosfet 的導(dǎo)通和截止來表示數(shù)字信號(hào)的 “0” 和 “1”。這種結(jié)構(gòu)具有極低的靜態(tài)功耗,因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)下,總有一個(gè) Mosfet 處于截止?fàn)顟B(tài),幾乎沒有電流流過。同時(shí),CMOS 電路的抗干擾能力強(qiáng),能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作。在大規(guī)模集成電路中,如微處理器、存儲(chǔ)器等,數(shù)以億計(jì)的 Mosfet 被集成在一個(gè)小小的芯片上,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的數(shù)字計(jì)算和存儲(chǔ)功能。Mosfet 的尺寸不斷縮小,使得芯片的集成度越來越高,性能也不斷提升,推動(dòng)了數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展。場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)封裝形式多樣,適應(yīng)不同電路板設(shè)計(jì)需求。MK2310A場(chǎng)效應(yīng)管規(guī)格
場(chǎng)效應(yīng)管是什么場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor縮寫(FET))簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(junctionFET—JFET)和金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(metal-o***desemiconductorFET,簡(jiǎn)稱MOS-FET)。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高(107~1015Ω)、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼?**,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。場(chǎng)效應(yīng)管(FET)是利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件,并以此命名。由于它*靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,又稱單極型晶體管。FET英文為FieldEffectTransistor,簡(jiǎn)寫成FET。場(chǎng)效應(yīng)管工作原理場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話說,就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID,用以柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說,ID流經(jīng)通路的寬度,即溝道截面積,它是由pn結(jié)反偏的變化,產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域,表示的過渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽螅鶕?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng),源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。2138A場(chǎng)效應(yīng)管規(guī)格場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì),影響其電氣性能參數(shù)。
場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)存在一些寄生參數(shù),這些參數(shù)雖然在理想情況下可以忽略,但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生一定的影響。主要的寄生參數(shù)包括寄生電容和寄生電感。寄生電容如柵極 - 源極電容(Cgs)、柵極 - 漏極電容(Cgd)和漏極 - 源極電容(Cds),會(huì)影響 Mosfet 的開關(guān)速度和高頻性能。在高頻電路中,這些寄生電容會(huì)形成信號(hào)的旁路,導(dǎo)致信號(hào)失真和傳輸效率降低。寄生電感則主要存在于引腳和內(nèi)部連接線路中,在開關(guān)瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰,可能損壞 Mosfet 或干擾其他電路。為了減小寄生參數(shù)的影響,在電路設(shè)計(jì)中可以采用合理的布線方式、增加去耦電容等措施,同時(shí)在選擇 Mosfet 時(shí),也應(yīng)考慮其寄生參數(shù)的大小,以滿足電路的性能要求。
場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)的柵極驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路對(duì)于確保其正常工作和可靠性至關(guān)重要。由于 Mosfet 的柵極與源極之間的氧化層很薄,容易受到過電壓和靜電的損壞。因此,柵極驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路需要具備過壓保護(hù)和靜電防護(hù)功能。過壓保護(hù)電路通常采用穩(wěn)壓二極管或齊納二極管,當(dāng)柵極電壓超過安全閾值時(shí),二極管導(dǎo)通,將多余的電壓鉗位,防止柵極氧化層擊穿。靜電防護(hù)則可以通過在柵極和源極之間添加 ESD(靜電放電)保護(hù)器件,如 TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)二極管,來吸收瞬間的靜電能量。此外,還可以設(shè)計(jì)限流電路,防止過大的驅(qū)動(dòng)電流對(duì)柵極造成損壞,綜合這些保護(hù)措施,提高 Mosfet 柵極驅(qū)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性。場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)的制造工藝不斷發(fā)展以提升性能。
場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)的導(dǎo)通電阻(Rds (on))與溫度密切相關(guān)。一般來說,隨著溫度的升高,Mosfet 的導(dǎo)通電阻會(huì)增大。這是因?yàn)闇囟壬邥?huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體材料的載流子遷移率下降,從而使導(dǎo)電溝道的電阻增加。在實(shí)際應(yīng)用中,這種溫度對(duì)導(dǎo)通電阻的影響不容忽視。例如在大功率開關(guān)電源中,Mosfet 在工作過程中會(huì)發(fā)熱,溫度升高,如果導(dǎo)通電阻隨之大幅增加,會(huì)導(dǎo)致功率損耗進(jìn)一步增大,形成惡性循環(huán),嚴(yán)重時(shí)可能損壞器件。為了應(yīng)對(duì)這一問題,在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮 Mosfet 的散熱措施,同時(shí)在選擇器件時(shí),要參考其在不同溫度下的導(dǎo)通電阻參數(shù),確保在工作溫度范圍內(nèi),導(dǎo)通電阻的變化在可接受的范圍內(nèi),以保證電路的穩(wěn)定運(yùn)行。場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)的飽和壓降影響其在功率電路的效率。3410A場(chǎng)效應(yīng)MOS管
場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)可作為電子開關(guān),控制電路的通斷時(shí)序。MK2310A場(chǎng)效應(yīng)管規(guī)格
場(chǎng)效應(yīng)管(Mosfet)和雙極型晶體管(BJT)是兩種常見的半導(dǎo)體器件,它們?cè)诠ぷ髟?、性能特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景上存在著明顯的差異。從工作原理來看,Mosfet 是電壓控制型器件,通過柵極電壓控制電流;而 BJT 是電流控制型器件,需要基極電流來控制集電極電流。在性能方面,Mosfet 具有高輸入阻抗、低噪聲、低功耗等優(yōu)點(diǎn),尤其適合在數(shù)字電路和低功耗模擬電路中應(yīng)用。BJT 則具有較高的電流增益和較大的輸出功率,在功率放大和一些對(duì)電流驅(qū)動(dòng)能力要求較高的場(chǎng)合表現(xiàn)出色。例如,在音頻功率放大器中,BJT 常用于末級(jí)功率放大,以提供足夠的功率驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器;而 Mosfet 則常用于前置放大和小信號(hào)處理電路,以減少噪聲和功耗。在實(shí)際應(yīng)用中,工程師們需要根據(jù)具體的電路需求來選擇合適的器件。MK2310A場(chǎng)效應(yīng)管規(guī)格