FET作为开关工作

在本教程中,我们将学习场效应晶体管或FET,它的工作ob直播app,工作区域,欧宝官网app苹果下载并看到FET作为开关的工作。我们将看到如何JFET和MOSFET都可以用于开关应用。

介绍

各种优点,如高输入阻抗,简单的制造,简单操作等。使得场效应晶体管(FET)普遍存在不同的应用中,特别是在集成电路系统中。

FET是2nd生成晶体管在BJT后。这些可以用作示波器,测试和测量仪器,电子电压表等的放大器。

让我们详细看看FET作为开关的工作原理。但在那之前,我们首先要看一下FET的基本原理和它的操作。

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FET及其操作区域

场效应晶体管是单极设备,其中电流仅由多数载波(通过锄头或电子)承载。FET是一种电压控制装置,其意味着通过控制栅极和源之间的电压,输出电流变化。

让我们考虑n个通道JFET以了解操作区域。JFET的操作或特性分为三个不同的区域,即欧姆,饱和和截止区域。施加到漏极的电压被称为vDS(有时也称为VDD),对栅极的电压称为VGS.或五GG

N沟道JFET电路
n沟道JFET
FET的运行方式
FET的运行方式

欧姆地区(VDS>和VDSP)

该区域沟道耗尽层很小,场效应晶体管充当可变电阻。

在这方面,vDSvalue大于0,小于VP这样通道和电流I就不会被夹住D增加。当我们增加栅极源电压V时GS.时,通道电导下降,电阻增大。因此,耗竭区域会扩展得更广,形成狭窄的河道。通道电阻一般从100欧姆变化到10K欧姆,并明显控制电压。因此,晶体管在这个区域充当压控电阻。

饱和区域(VDS> V.GS.- - - - - - VP

这个区域从点V开始DS大于vGS.- VP,这里VP是夹紧电压。在这个区域中,排水电流iD完全取决于vGS.而不是V的函数DS.FET在该区域中操作以放大信号以及切换操作。从图中观察到vGS.是零,最大电流ID流动。当我们改变v时GS.负极越大,漏极电流就会下降。在V的特定值处GS.漏极电流不断流过设备。因此,该区域也称为恒定电流区域。

截止区(VGS.P)

这是漏极电流I的区域D为零,设备关闭。在此,栅极源电压VGS.低于夹紧电压VP.这表示V的值GS.比V更负P.因此,该通道关闭,不允许任何电流流过该设备。

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FET作为开关(JFET)

从上面的讨论,很明显,FET可以作为一个开关,通过操作它在两个区域,他们是截止和饱和区域。当VGS.是零,FET工作在饱和区域和最大电流流过它。因此,它就像一个完全打开的ON条件。类似地,当VGS施加的电压大于夹阻电压时,FET工作在截止区,不允许任何电流流过器件。因此FET处于完全关闭状态。FET可以作为开关在不同的配置,其中一些如下所示。

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FET用作分流开关

让我们看看下图,FET与负载并联,它就像一个模拟开关。

  • 当VGS为零时,FET在饱和区工作,其电阻很小,接近100欧姆。FET的输出电压为V出去= V.* {R.DS/ (RD+ R.DS(开))}。因为电阻RD非常大,输出电压大致被认为为零。
  • 当施加的负电压等于栅极的夹断电压时,FET在截止区工作,作为一个高阻器件,输出电压等于输入电压。
FET作为并联开关电路
FET作为并联开关电路

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FET用作串联开关

下图显示了FET开关电路的另一种配置。在该电路中,FET充当系列开关。如果控制电压为负,则当控制电压为零和打开开关时,它充当闭合开关。当FET打开时,输入信号将出现在输出端,并且当其关闭输出时为零。

FET作为一个串联开关电路
FET作为一个串联开关电路

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n通道JFET作为交换机的例子

下图演示了n通道JFET如何用于切换LED。LED通过电阻连接在电源和电源端子之间。这里的电阻器用来限制通过LED的电流。连接到负电源的晶体管的栅极端。

  • 从上面的讨论,栅极端子上的零电压使电流流过LED,因为FET处于饱和模式。因此,LED变成了。
  • 在栅极端子上有足够的负电压(约3-4伏),JFET驱动进入截止模式,因此LED成为关闭。欧宝官网app苹果下载
n通道JFET切换LED电路
n通道JFET切换LED电路

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P通道JFET作为开关

到目前为止我们已经讨论了N个通道JFET作为交换机。欧宝官网app苹果下载另一种类型的JFET是P通道JFET,并且该FET的操作也类似于n型,但是仅差值是栅极端子处的正电压。

  • 当栅极源电压为零时,FET工作在饱和区域,因此FET被打开,从而导致电流从漏极流到源极。
  • 并且栅极和源之间的正电压和源导致通过FET切断电流。因此FET处于开路状态。
P通道JFET作为开关电路
P通道JFET作为开关电路

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p通道JFET作为交换机的例子

类似于N沟道JFET驱动LED,下面给出了P沟道JFET开关LED电路。两个电路之间的差值是栅极终端处的供电源。

  • 对于栅极终端处的零电压的两个电路,打开条件保持不变,导致LED在FET处于活动状态时发光。
  • 为了将FET切换到截止,足够的正电压(在这种情况下为约3至4伏)停止电流通过电路。欧宝官网app苹果下载因此LED关闭。我们还可以使用FET来转动继电器电路,电机驱动器和其他电子控制电路。
P频道JFET转换LED
P频道JFET转换LED

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MOSFET作为开关

另一种类型的FET是一个MOSFET,它也是一个电压控制的器件。V级GS.在其中漏极电流将增加或开始流动称为阈值电压VT.因此,如果我们增加VGS.,漏极电流也增大。如果我们增加VGS.通过保留VDS恒定,则漏极电流将达到饱和水平,就像JFET的情况一样。

MOSFET工作在截止模式时,VGS.低于阈值水平。因此,没有漏极电流在此模式下流动。因此充当OPEN开关

为了更好地理解,考虑下面的图,其中n通道增强型MOSFET在栅极端被切换为不同的电压。

  • 在下图中,MOSFET门端子连接到V.DD,使栅极终端施加的电压最大。这使得沟道电阻变得如此小并且允许最大漏电流流动。这被称为饱和模式,并且在此模式下,MOSFET将MOSFET完全导通,作为闭合开关。对于P沟道增强MOSFET,对于接通,栅极电位相对于源极限必须更负。
  • 在截止区,VGS.Applied小于阈值电压电平,因此漏极电流为零。因此,MOSFET是在关闭模式,正如打开开关如图所示。
MOSFET作为开关电路
MOSFET作为开关电路

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MOSFET作为开关的示例

让我们考虑如图所示驱动LED的MOSFET电路。这里n通道增强MOSFET被用来用一个简单的开关切换LED。

  • 当开关处于开路状态时,使栅极相对于地或源的电压为零。所以MOSFET保持关闭状态,LED不会发光。
  • 当按下开关以使其关闭时,在栅极端子处施加适当的正电压(在这种情况下为5V)。因此,MOSFET打开,LED将开始发光。
  • 这是一个简单的电阻负载,但在任何感应负载,如电机,继电器,我们必须使用自由滚轮二极管跨负载保护MOSFET免受感应电压。
MOSFET开关LED
MOSFET开关LED

与JFET相比,大多数电路使用MOSFET作为开关,这是由于它所提供的优点。我们也可以在jfet和mosfet上使用开关电路(以特定的开关频率操作负载)来获得基于负载要求的PWM信号。

我们希望提供的整体信息可能使您能够了解如何使用具有切换条件和必要数据的FET来切换负载。您还可以在下面的评论部分中为此概念提供任何疑问或技术帮助。

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4回复

  1. 这是我曾经读过的FETS工作的最佳解释!谢谢你发布这种令人敬畏的解释,对事情的工作方式!

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