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場效應管和晶閘管的區別是什么?

作者:小編    發布時間:2020-10-31 10:08:53    瀏覽量:

關于這兩個電子器件在很多電路中都會遇到,比如場效應管可以作為電磁爐中的開關振蕩管、電瓶車充電器電路中作為開關管使用,場效應管尤其在電腦主板中用的比較多;對于晶閘管我們俗稱可控硅,這個器件我第一次接觸是在學習晶閘管變流技術中使用過,隨著后面的學習我發現晶閘管用的也非常多,比如在一些調速風扇的電路中就能夠見到可控硅、在智能調光電路中也是用的可控硅和在洗衣機電路中都可以用到可控硅,下面我們來談談這兩個器件有何區別吧。

第一點是場效應管與晶閘管的控制方式不同

1、場效應管

隨著電子技術不斷進步,場效應管的種類有好幾種,我們最常見的有結型場效應管(FET管)和金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET管)這兩類。這兩類場效應管都有一個共同的特點,它們都是利用半導體內的電場效應來控制場效應管電流大小的,下面我用金屬氧化物半導體場效應管,也就是我們俗稱的MOS管來說明這個問題。比如下圖的N溝道場效應管,當柵極與源極間的Ugs電壓大于一定值時,并且Uds大于零,這時Rds的等效電阻非常小,就可以有較大的電流由漏極流向源極,它們之間就好像用一根導線連起來一樣。

場效應管和晶閘管的區別是什么?(圖1)

當柵極G與源極S間的Ugs電壓小到一定值的時候,或者Ugs電壓等于零的時候,那么漏極D和源極S之間的等效電阻就非常大,就像斷開的導線一樣無論如何是沒有電流通過的。由此可見場效應管是通過在柵極和源極之間建立了一定的電壓后才控制了漏極與源極之間的接通的。

2、晶閘管

下面我們再說一說這個晶閘管,它是一個功率半導體器件,是在二極管的基礎上發展起來的,可用于整流半導體器件。下面我們說說如何控制它的通斷,要使晶閘管導通要滿足兩個條件,第一個是要給晶閘管的控制極G加一個觸發信號,也就是在門極G和晶閘管的陰極K之間加一個足夠大的正向電流與電壓,同時呢晶閘管的陽極要高于陰極,這樣陽極A與陰極K之間的等效電阻就非常小了,就像用導線連接起來一樣。

場效應管和晶閘管的區別是什么?(圖2)

當要關斷晶閘管時,只要我們把陽極A與陰極K之間的電流減小到一定值的時候,這個晶閘管的陽極A與陰極K之間就像斷開一樣,無法有電流通過?;蛘呶覀儼丫чl管的陽極A的電壓低于陰極K的電壓也可以關斷這個晶閘管。

場效應管和晶閘管的區別是什么?(圖3)

通過上面的分析我們可以知道,場效應管與晶閘管的控制方式是不同的,場效應管是電壓控制其通斷的半導體器件,我們稱它是壓控型器件;晶閘管的控制方式是由一定的電流值來觸發晶閘管的導通,我們俗稱它是流控型器件而且它是一個半控型半導體器件,也就是說晶閘管的門控極G只能控制晶閘管的導通而不能控制晶閘管的關斷。

第二點是場效應管與晶閘管的輸入電阻不同

場效應管的直流等效輸入電阻非常高,其阻值可以達到10九次方歐姆,對于MOSFET管來說最高可以達到10十五次方歐姆,鑒于這樣的特點來說由場效應管組成的電路功耗都比較小、它的穩定性和抗干擾能力都很強,所以現在很多集成芯片中都采用的是場效應管組成的集成電路,有的工作電壓可以低到2V以下。

而對與晶閘管組成的電路來說在輸入直流等效電阻方面它比較低、這樣就決定了它的功耗非常大,抗干擾能力遠不如場效應管,這也就說明了晶閘管組成的電路它的穩定性也不如場效應管。

場效應管和晶閘管的區別是什么?(圖4)

第三點是場效應管與晶閘管的作用不同

我們從它們的組成結構可以看出,對于場效應管來說它可以放大信號,因此可以用在放大電路中作為放大器來用,也可以作為高速電子開關控制負載的通斷,比如開關電源中的場效應管就起到這個功能,同時運用場效應管還可以實現調速控制,比如PWN波的調制輸出、令外在調光電路、調溫電路等都可以用到。

從晶閘管的工作過程來看它不能用來放大電路的信號,因此它是不可以作為器放大器來使用的。一般晶閘管用在整流電路和控制大負載電路中。當它作為電子開關使用時,其工作頻率也沒有場效應管高,一般只能用在低速控制的場合。

場效應管和晶閘管的區別是什么?(圖5)

第四點是場效應管與晶閘管的集成度不同

從場效應管的結構可以看出它的結構相對來說比較簡單,尤其在制造工藝上要比晶閘管簡單許多,再加上其功耗小,噪聲低同時熱穩定性也很好,抗輻射能力也強。對于集眾多優點于一身的它在大規模和超大規模的集成電路中都會被用到,對于晶閘管來說就無法做到這一點。

第五點是場效應管與晶閘管的“短板”不一樣

場效應管在平時儲存保管的時候對靜電要求非常高,由于MOS管的輸入阻抗非常高,在MOS管不使用的時候一定要將柵極G、源極S和漏極D這三個電極短接在一起,這樣可以防止場效應管因靜電場的電壓較高使場效應管損壞。所以場效應管的弱點是對靜電的要求比較嚴格。因此我們在焊接場效應管時所使用的電烙鐵要有外接地線,這樣可以屏蔽掉交流電場,防止場效應管遭到損壞,當我焊接場效應管時,特別是MOSFET管時,我都是先把烙鐵的電源斷掉,然后用烙鐵的余熱去焊接場效應管。而對于晶閘管來說,它的“軟肋”是過電流的能力比較差,在組成電路時要設計很多的保護環節,使用相對比較麻煩。


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