場(chǎng)效應(yīng)管在開(kāi)關(guān)電路中的應(yīng)用

1、P2003BDG只是普通的N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管而且，工作參數(shù)20A / 30V場(chǎng)效應(yīng)管在開(kāi)關(guān)電路中的應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管在mpn中，它的長(zhǎng)相和我們前面講的三極管極像，所以有不少修mpn的朋友好長(zhǎng)時(shí)間還分不清楚，統(tǒng)一的把這些長(zhǎng)相相同的三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、雙二極管、還有各種穩(wěn)壓IC統(tǒng)統(tǒng)稱作“三個(gè)腳的管管”，呵呵，如果這樣麻木不分的話，你的維修技術(shù)恐怕很難快速提高的哦！好了，說(shuō)到這里場(chǎng)效應(yīng)管的長(zhǎng)相恐怕我就不用貼圖了，在電路圖中它常用 表示，關(guān)于它的構(gòu)造原理由于比較抽象，我們是通俗化講它的使用，所以不去多講，由于根據(jù)使用的場(chǎng)合要求不同做出來(lái)的種類繁多，特性也都不盡相同；我們?cè)趍pn中常用的一般是作為電源

2、供電的電控之開(kāi)關(guān)使用，所以需要通過(guò)電流比較大，所以是使用的比較特殊的一種制造方法做出來(lái)了增強(qiáng)型 的場(chǎng)效應(yīng)管（MOS型），它的電路圖符號(hào)： 仔細(xì)看看你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)圖似乎有差別，對(duì)了，這實(shí)際上是兩種不同的增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，第一個(gè)那個(gè)叫N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，第二個(gè)那個(gè)叫P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，它們的的作用是剛好相反的。前面說(shuō)過(guò)，場(chǎng)效應(yīng)管是用電控制的開(kāi)關(guān)，那么我們就先講一下怎么使用它來(lái)當(dāng)開(kāi)關(guān)的，從圖中我們可以看到它也像三極管一樣有三個(gè)腳，這三個(gè)腳分別叫做柵極（G）、源極（S）和漏極（D），mpn中的貼片元件示意圖是這個(gè)樣子： 1腳就是柵極，這個(gè)柵極就是控制極，在柵極加上電壓和不加上電壓來(lái)控制2腳和3腳的

3、相通與不相通，N溝道的，在柵極加上電壓2腳和3腳就通電了，去掉電壓就關(guān)斷了，而P溝道的剛好相反，在柵極加上電壓就關(guān)斷（高電位），去掉電壓（低電位）就相通了！我們常見(jiàn)的2606主控電路圖中的電源開(kāi)機(jī)電路中經(jīng)常遇到的就是P溝道MOS管： 這個(gè)圖中的SI2305就是P溝道MOS管，由于有很多朋友對(duì)于檢查這一部分的故障很茫然，所以在這里很有必要講一下它的工作原理，來(lái)加深一下你的印象！ 圖中電池的正電通過(guò)開(kāi)關(guān)S1接到場(chǎng)效應(yīng)管Q1的2腳源極，由于Q1是一個(gè)P溝道管，它的1腳柵極通過(guò)R20電阻提供一個(gè)正電位電壓，所以不能通電，電壓不能繼續(xù)通過(guò)，3v穩(wěn)壓IC輸入腳得不到電壓所以就不能工作不開(kāi)機(jī)！這時(shí)，如果我們

4、按下SW1開(kāi)機(jī)按鍵時(shí)，正電通過(guò)按鍵、R11、R23、D4加到三極管Q2的基極，三極管Q2的基極得到一個(gè)正電位，三極管導(dǎo)通（前面講到三極管的時(shí)候已經(jīng)講過(guò)），由于三極管的發(fā)射極直接接地，三極管Q2導(dǎo)通就相當(dāng)于Q1的柵極直接接地，加在它上面的通過(guò)R20電阻的電壓就直接入了地，Q1的柵極就從高電位變?yōu)榈碗娢?，Q1導(dǎo)通電就從Q1同過(guò)加到3v穩(wěn)壓IC的輸入腳，3v穩(wěn)壓IC就是那個(gè)U1輸出3v的工作電壓vcc供給主控，主控通過(guò)復(fù)位清0，讀取固件程序檢測(cè)等一系列動(dòng)作，輸處一個(gè)控制電壓到PWR_ON再通過(guò)R24、R13分壓送到Q2的基極，保持Q2一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，即使你松開(kāi)開(kāi)機(jī)鍵斷開(kāi)Q1的基極電壓，這時(shí)候有主控

5、送來(lái)的控制電壓保持著，Q2也就一直能夠處于導(dǎo)通狀態(tài)，Q1就能源源不斷的給3v穩(wěn)壓IC提供工作電壓！SW1還同時(shí)通過(guò)R11、R30兩個(gè)電阻的分壓，給主控PLAY ON腳送去時(shí)間長(zhǎng)短、次數(shù)不同的控制信號(hào)，主控通過(guò)固件鑒別是播放、暫停、開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)而輸出不同的結(jié)果給相應(yīng)的控制點(diǎn)，以達(dá)到不同的工作狀態(tài)！結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（N溝道JFET）工作原理：    可將N溝道JFET看作帶“人工智能開(kāi)關(guān)”的水龍頭。這就有三部分：進(jìn)水、人工智能開(kāi)關(guān)、出水，可以分別看成是JFET的 d極 、g 極、s極。    “人工”體現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的“控制”作用即vGS。

6、JFET工作時(shí)，在柵極與源極之間需加一負(fù)電壓（vGS<0），使柵極、溝道間的PN結(jié)反偏，柵極電流iG0，場(chǎng)效應(yīng)管呈現(xiàn)高達(dá)107以上的輸入電阻。在漏極與源極之間加一正電壓（vDS>0），使N溝道中的多數(shù)載流子（電子）在電場(chǎng)作用下由源極向漏極運(yùn)動(dòng)，形成電流iD。iD的大小受“人工開(kāi)關(guān)”vGS的控制，vGS由零往負(fù)向增大時(shí)，PN結(jié)的耗盡層將加寬，導(dǎo)電溝道變窄，vGS絕對(duì)值越大則人工開(kāi)關(guān)越接近于關(guān)上，流出的水（iD）肯定越來(lái)越小了，當(dāng)你把開(kāi)關(guān)關(guān)到一定程度的時(shí)候水就不流了。   “智能”體現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的“影響”作用，當(dāng)水龍頭兩端壓力差（vDS）越大時(shí)，則人工開(kāi)關(guān)自動(dòng)

7、智能“生長(zhǎng)”。vDS值越大則人工開(kāi)關(guān)生長(zhǎng)越快，流水溝道越接近于關(guān)上，流出的水（iD）肯定越小了，當(dāng)人工開(kāi)關(guān)生長(zhǎng)到一定程度的時(shí)候水也就不流了。理論上，隨著vDS逐漸增加，一方面溝道電場(chǎng)強(qiáng)度加大，有利于漏極電流iD增加；另一方面，有了vDS，就在由源極經(jīng)溝道到漏極組成的N型半導(dǎo)體區(qū)域中，產(chǎn)生了一個(gè)沿溝道的電位梯度。由于N溝道的電位從源端到漏端是逐漸升高的，所以在從源端到漏端的不同位置上，漏極與溝道之間的電位差是不相等的，離源極越遠(yuǎn)，電位差越大，加到該處PN結(jié)的反向電壓也越大，耗盡層也越向N型半導(dǎo)體中心擴(kuò)展，使靠近漏極處的導(dǎo)電溝道比靠近源極要窄，導(dǎo)電溝道呈楔形。所以形象地比喻為當(dāng)水龍頭兩端壓力差（v

8、DS）越大，則人工開(kāi)關(guān)自動(dòng)智能“生長(zhǎng)”。    當(dāng)開(kāi)關(guān)第一次相碰時(shí)，就是預(yù)夾斷狀態(tài)，預(yù)夾斷之后id趨于飽和。    當(dāng)vGS>0時(shí)，將使PN結(jié)處于正向偏置而產(chǎn)生較大的柵流，破壞了它對(duì)漏極電流iD的控整理用，即將人工開(kāi)關(guān)拔出來(lái)，在開(kāi)關(guān)處又加了一根進(jìn)水水管，對(duì)水龍頭就沒(méi)有控整理用了。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(N溝道增強(qiáng)型MOSFET)工作原理：    可將N溝道MOSFET看作帶“人工智能開(kāi)關(guān)”的水龍頭。相對(duì)應(yīng)情況同JFET。與JFET不同的的是，MOSFET剛開(kāi)始人工開(kāi)關(guān)是關(guān)著的，水流流不出

9、來(lái)。當(dāng)在柵源之間加vGS>0， N型感生溝道（反型層）產(chǎn)生后，人工開(kāi)關(guān)逐漸打開(kāi)，水流（iD）也就越來(lái)越大。iD的大小受“人工開(kāi)關(guān)”vGS的控制，vGS由零往正向增大時(shí)，則柵極和P型硅片相當(dāng)于以二氧化硅為介質(zhì)的平板電容器，在正的柵源電壓作用下，介質(zhì)中便產(chǎn)生了一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向P型襯底的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)排斥空穴而吸引電子，P型襯底中的少子電子被吸引到襯底表面，這些電子在柵極附近的P型硅表面便形成了一個(gè)N型薄層，即導(dǎo)通源極和漏極間的N型導(dǎo)電溝道。柵源電壓vGS越大則半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)就越強(qiáng)，吸引到P型硅表面的電子就越多，感生溝道將越厚，溝道電阻將越小。相當(dāng)于人工開(kāi)關(guān)越接近于打開(kāi)，流出

10、的水（iD）肯定越來(lái)越多了，當(dāng)你把開(kāi)關(guān)開(kāi)到一定程度的時(shí)候水流就達(dá)到最大了。MOSFET的“智能”性與JFET原理相同，參上。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(N溝道耗盡型MOSFET)工作原理：    基本上與N溝道JFET一樣，只是當(dāng)vGS>0時(shí)，N溝道耗盡型MOSFET由于絕緣層的存在，并不會(huì)產(chǎn)生PN結(jié)的正向電流，而是在溝道中感應(yīng)出更多的負(fù)電荷，使人工智能開(kāi)關(guān)的控整理用更明顯。開(kāi)關(guān)只有兩種狀態(tài)通和斷，三極管和場(chǎng)效應(yīng)管工作有三種狀態(tài)，1、截止，2、線性放大，3、飽和（基極電流繼續(xù)增加而集電極電流不再增加）。使晶體管只工作在1和3狀態(tài)的電路稱之為開(kāi)關(guān)電路，一般以晶體管截止，集電極不吸收電流表示關(guān)；以晶體管飽和，發(fā)射極和集電極之間的電壓差接近于0V時(shí)表示開(kāi)。開(kāi)關(guān)電路用于數(shù)字電路時(shí)，輸出電位接近0V時(shí)表示0，輸出電位接近電源電壓時(shí)表示1。所以數(shù)字集成電路內(nèi)部的晶體管都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。晶體管飽和的條件, V(工作電壓) / Rc(負(fù)載電阻阻值) = Ic,  Ic / < Ib .晶體管截止的條件, Ic 0  ; Ib 0 (基極不能懸浮至少有電阻接地,必要時(shí)可用反偏置)N溝