电场形成原理(电场效应的原理是什么)
电场效应的原理是什么
电场效应的原理即漏极到源极间流经沟道的“ID”,用以栅极与沟道间的“pn”结形成的反偏的栅极电压控制“ID”。
“ID”流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由“pn”结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在“VGS=0”的非饱和区域,表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极到源极间所加“VDS”的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流“ID”流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,“ID”饱和,将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。
场效应管工作原理、特性及主要参数介绍,与晶体管有哪些区别?
什么是场效应管?场效应管(FET)是靠输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,又称单极晶体管。前面介绍的晶体三极管指的是双极晶体管。一般输入回路的内阻较高,温度稳定性较好,抗干扰能力强,噪声低,这是晶体三极管所没有的优势。
实物图:
AO3402N沟道增强型场效应管
MOSFET
分类:结型+绝缘栅型
本文介绍结型场效应管,后续文章更新绝缘栅型场效应管。
结型场效应管分类:N沟道+P沟道
N沟道管:
N沟道结型场效应管结构示意图
P沟道管:
P沟道结型场效应管结构示意图
结型场效应管符号
三个电极:栅极g+漏极d+源极s
结型场效应管工作原理前提条件:N沟道管,栅-源之间加负电压(Ugs0),且Ugs夹断电压;漏-源之间加正向电压(Uds0)
过程1:
UgdUgs(off)
Uds0,保证了有电流id从漏极流入源极,所以沟道中的各点与栅极之间的电压发生变化,导电沟道不再是同等宽度,靠近漏极一边的比靠近源极一边的较窄。
过程2:
Ugd=Ugs(off)
因为Ugd=Ugs-Uds,当Uds逐渐增大时,Ugd逐渐减小,但只要栅-漏之间没达到夹断电压,沟道电阻将由栅源电压决定,此时D-S呈现电阻特性。当Ugs=Ugs(off),即预夹断夹断,此时,若继续增大Uds,夹断区将逐渐延伸,出现过程3现象。
过程3:
UgdUgs(off)
此过程中,夹断区不断延伸,id逐渐减小,但是由于Uds的增大,使得D-S之间电场增大,id又将增大,一增一减基本抵消,所以id基本保持不变,此时,id几乎仅有Ugs决定,出现id的恒流特性。
UgdUgs(off)时,Ugs对电流id的控制当Uds为一常量,且Ugs确定时,id也就确定,此时,Ugs控制了id的大小,也就是常说的漏极电流受栅-源电压控制,所以场效应管为电压控制元件。类比于晶体管基极电流控制集电极电流。
低频跨导公式:gm=△id/△Ugs
总结1)在Ugd=Ugs-UdsUgs(off)时,不同的Ugs对应不同的d-s之间的电阻
2)当Ugd=Ugs(off)时,d-s之间预夹断
3)当Uds继续增大使得UgdUgs(off),id仅仅决定于Ugs。
结型场效应管特性曲线场效应管输出特性曲线
可变电阻区:d-s之间的电阻随着Ugs电压的变化而变化恒流区(饱和区):在Uds在增大时,id将不再明显变化,此时几乎由电压Ugs控制,一般场效应管用作放大管使用时,都是工作在恒流区。夹断区:当UgsUgs(off),导电沟道被夹断,id几乎为0,上图中Ugs≤-2v时击穿区:Uds持续增大,漏极电流会骤然增大,管子出现击穿。另外为了保证结型场效应管栅-源间耗尽层为反向电压,N沟道管,需要另Ugs≤0v,P沟道管,需要另Ugs≥0v。
本文属于结型场效应管的基本知识,欢迎收藏转发学习,后边更新绝缘栅型场效应管(MOSFET)相关知识,欢迎关注,我是头脑有点热的电子君!
电场怎么加热?
电磁炉现如今已成为很多家庭烧菜的必备家电。那么很多人会好奇这个电磁炉怎么加热锅的呢?
科普一个知识:
变化的磁场生电场——电磁感应现象
我们的电磁炉底部有金属铜绕成的一圈圈金属圈,当家庭交流电通过时候产生了磁场(这就是电磁铁的基本原理),由于家庭交流电是变化的电流,意味着磁场的强度和方向会发生变化,那么变化的磁场在其垂直上方产生了闭合的涡旋电场,这个时候如果我们在这个电场上方上电子,那么电子就会在电场的作用下定向移动(产生电流),电流具有热效应就可以加热金属了。那怎么放上电子呢? 很简单,放上金属即可,因为金属的外层电子不稳定可以自由移动。
那么这个由变化产生过程:电流——变化磁场——涡旋电流——电流热效应。整个过程就完美的把电能转化成了热能!生活中的还有一种加热金属的原理也和这个一样。
那么总结一下此加热方法需要的条件:1.交流电,2.在交流的涡旋线圈附近有金属(或者类金属),其实铁锅就很好,当然真正电磁炉还加入了效果更好的物质。
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