场效应管,又称为MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor),是一种应用广泛的半导体器件。MOSFET的主要作用是放大和开关。然而,MOSFET如何控制电流和电压呢?下面我们从以下几个方面进行详细阐述。
MOSFET的结构由源极、漏极、栅极和绝缘层组成。其中,绝缘层通常是氧化硅,而栅极由金属材料制成。当栅极电压改变时,会在绝缘层下形成不同电场强度,进而影响沟道的导电性。这样就能够控制源极和漏极之间的电流。当栅极电压大于一定阈值时,MOSFET通电;否则,MOSFET截止。这样,栅极电压就控制了MOSFET的激活和关闭。
根据不同的氧化硅厚度和材质,MOSFET可分为增强型和耗尽型两种型号。增强型MOSFET的漏电极当且仅当栅电极电压施加时才会有电流流过。因此,增强型MOSFET使用正电压控制电流。相反,耗尽型MOSFET的漏电极将在未施加栅电压时产生漏电流,这意味着需要使用负电压来控制电流。
源漏电流是用来描述MOSFET未被激活时的电流。它通常被描述为微安级别。该漏电流大小决定了MOSFET的最小使用电压,以及MOSFET的最大允许使用电压。在工程应用中,源漏电流通常受温度和源漏极电压的影响。为了提升MOSFET的作用效率,需要合理控制源漏电流的大小。
现代电子设备通常都需要高效的电源管理系统。MOSFET能够在这个领域发挥重要作用。例如,MOSFET可以用于电源有效管理中的开关模式和线性模式。特别是在高浪涌电流保护电路设计中,使用MOSFET可以有效保护电路免受损坏。同时,在节能电源管理系统中,MOSFET可以帮助减少输出电压,并延长电池寿命。