图4.59调速阀的工作原理和符号1—定差减压阀阀芯;2—节流阀图4.59 所示为调速阀的工作原理图和图形符号。液压泵供给的压力油p1 进入减压阀,其出口压力p2 作为节流阀的入口压力,节流阀出口压力p3,也就是调速阀的出口压力,油液从出油口流出,最后流入液压缸。图4.60节流阀和调速阀的特性曲线调速阀正常工作时,要求调速阀两端的压差至少为0.5 MPa,这从图4.60 所示的特性曲线图上可看出。......
2023-06-18
场效应晶体管工作原理及特性分析
【摘要】：当栅-源电压UGS下降到某一数值UP时，N型导电沟道完全消失，场效应晶体管失去导电能力。当栅-源电压和漏-源电压之差等于某一数值时，场效应晶体管将处于截止状态，此时的栅-源电压称为夹断电压。场效应晶体管的输出特性曲线可以分成四个区域，它们分别对应四种工作状态，即可变电阻区、恒流区、击穿区和截止区。
1.基本结构和图形符号
结型场效应晶体管有两种结构形式，即N型沟道（自由电子导电）结型场效应晶体管和P型沟道（空穴导电）结型场效应晶体管。每种结构形式都具有栅极、漏极和源极三个电极。以N沟道为例，它是在同一块N型硅片的两侧分别制作掺杂浓度较高的P区，形成两个对称的PN结，将两个P区的引出线连接在一起作为一个电极，称为栅极（G），在N型硅片两端各引出一个电极，分别称为源极（S）和漏极（D），如图1-30所示。图中栅极箭头所示方向为两个PN结的正向导电方向。
图1-30 场效应晶体管的结构和电路符号
2.工作原理
这里依然以N型沟道结型场效应晶体管为例，由于PN结中的载流子已经耗尽，也就是说PN结基本上不导电并形成耗尽区，场效应晶体管只能依靠N型沟道中的自由电子导电。
如图1-31所示，在漏极与源极两端施加负值电压UGS，使两个PN结均处于反偏状态，由于两个PN结交界面所形成的耗尽区均变厚，导致N型导电沟道变窄，于是场效应晶体管的导电能力就相应下降。当栅-源电压UGS下降到某一数值UP时，N型导电沟道完全消失，场效应晶体管失去导电能力。此时的栅-源电压值UP称为夹断电压。
图1-31 N型沟道场效应晶体管的工作原理
3.基本特性
如图1-32所示，N型沟道场效应晶体管接成两个回路，即漏极回路和栅极回路，源极是两回路的公共端。对于两个PN结来说，它们两端所施加的栅-源电压UGS和漏-源电压UDS均为反向偏压。
（1）输出特性 在栅-源电压UGS一定的条件下，漏极电流ID和漏-源电压UDS之间的关系曲线称为输出特性，如图1-33所示。
图1-32 N型沟道场效应晶体管特性测试电路
图1-33 N型沟道场效应晶体管输出特性
当栅-源电压UGS=0时，N型沟道最宽，导电能力相对较强，漏极电流也相对较大。在漏-源电压UDS由0逐渐增大的过程中，短期内漏极电流ID会迅速增加，但由于导电沟道逐渐变窄，漏极电流ID会逐渐趋于稳定并达到饱和状态。如果漏-源电压UDS继续增加，则场效应晶体管也会发生击穿现象，这种击穿现象叫做雪崩击穿。
在栅-源电压UGS取不同数值的条件下，可以得到不同的输出特性曲线。而且，随着栅-源电压UGS绝对值的增加，漏极电流会逐渐减小。当栅-源电压和漏-源电压之差（UGS-UDS）等于某一数值时，场效应晶体管将处于截止状态，此时的栅-源电压称为夹断电压。
场效应晶体管的输出特性曲线可以分成四个区域，它们分别对应四种工作状态，即可变电阻区、恒流区、击穿区和截止区。
1）可变电阻区。由于此区域UDS较小，对沟道影响不大，ID与UDS基本呈线性关系，此时漏极与源极间可以看作是一个受UGS控制的可变电阻，因而称为可变电阻区。此区域管子可作为压控电阻使用。
2）恒流区。此区域ID基本不再随UDS的变化而变化，即ID趋于饱和，所以又称为饱和区。此区域管子作为线性放大器件工作在饱和区。
3）击穿区。当PN结上的反向偏压UGD增大到使PN结击穿时，ID急剧上升，曲线进入击穿区。管子击穿后就不能继续使用。
4）截止区。在此区域ID≈0，处于横坐标附近，图中没有标出。
（2）转移特性 在漏-源电压UDS一定的条件下，漏极电流ID和栅-源电压UGS之间的关系曲线称为转移特性，如图1-34所示。
图1-34 N型沟道场效应晶体管转移特性
4.主要参数
（1）夹断电压UP 当栅-源电压为某一数值而漏极电流等于一微小电流时，栅极与源极间所加的电压称为夹断电压，用UP表示。
（2）饱和漏极电流IDSS 在栅-源电压为零的条件下，场效应晶体管发生预夹断时的漏极电流称为饱和漏极电流，用IDSS表示。
（3）直流输入电阻RGS 在漏极与源极短路的条件下，栅极与源极间加一定电压时，栅极与源极间的直流电阻称为直流输入电阻，用RGS表示。
（4）低频跨导gm 当漏-源电压为常数时，漏极电流的微小变化量与漏-源电压的微小变化量之比称为低频跨导，用gm表示。
（5）输出电阻rd 当栅-源电压为常数时，漏-源电压的微小变化量与漏极电流的微小变化量之比称为输出电阻，用rd表示。
（6）最大漏-源电压U（BR）DS 当场效应晶体管沟道发生雪崩击穿引起漏极电流急剧上升的漏-源电压称为最大漏-源电压，用U（BR）DS表示。
（7）最大栅-源电压U（BR）GS 当栅极与源极间的PN结发生反向击穿引起栅极电流由零急剧上升的栅-源电压称为最大栅-源电压，用U（BR）GS表示。
有关电子技术基础的文章
- 详细阅读
-
白光LED的工作原理与光电特性分析详细阅读
白光LED的出现使LED的应用领域跨足至高效率照明光源市场。这些都是白光LED今后发展仍需努力的方向。近期，白光LED已达到单只功率超过1W，光输出为25lm，增强了它的实用性。目前白光LED在景观照明、庭园灯、汽车内部照明、中小尺寸的LCD背光源等方面已大量应用。对于照明用白光LED光源，更关心的是照明的视觉效果，辐射通量与器件的电功率之比表示白光LED的辐射效率。......
2023-06-15
-
溢流阀的工作原理及静态特性曲线详细阅读
用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀。图4-11 先导式溢流阀的工作原理a）封闭 b）开启 c）溢流2）远程控制口K。但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身先导阀的调整压力。图4-12 溢流阀的静态特性曲线1）溢流阀的压力-流量特性。将溢流阀的遥控口与油箱连通后，液压泵处于卸荷状态时，溢流阀进出油口压力之差称为卸荷压力。......
2023-06-15
-
再生制动原理及机械特性分析详细阅读
当制动转矩与重力形成的转矩相等时，重物G将匀速下降。右击图形区中的任意一个视图，在弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出图11.1.12所示的“零部件线型”对话框。图11.1.12 “零部件线型”对话框图11.1.12所示的“零部件线型”对话框中各选项的功能说明如下：图1-33 再生制动的机械特性①—原机械特性 ②—频率下降后的机械特性......
2023-06-24
-
项目工作原理分析项目工作原理详解详细阅读
本章节以反应式步进电动机为例，介绍其基本原理与应用方法。目前常用的有两相、三相、四相、五相步进电动机。步进电动机的驱动电路依据控制信号工作，控制信号由单片机产生，完成以下三种功能：①控制换相顺序，通电换相称为脉冲分配，对于四相步进电动机而言，其各相通电顺序按照A-B-A-B，通电控制脉冲必须严格按照顺序执行。......
2023-11-04
-
液压传动：工作原理与特性详细阅读
下面以液压千斤顶来说明液压传动的工作原理。图0.1液压千斤顶工作原理图1—手柄;2—小活塞;3—液压缸;4、5—单向阀;6—大活塞;7—大液压缸;8—开关阀;9—油箱从液压千斤顶的工作原理可以看出液压传动有以下特点:①液压传动以液体作为工作介质,动力的传递必须经过两次能量转换。③液压传动的液体压力由外负载决定。只要连续减少v1就可以获得逐渐减小的v2,这就是液压传动能实现无级调速的原因。......
2023-06-18
-
场效应晶体管的工作原理和应用详细阅读
场效应晶体管分为结型场效应晶体管和绝缘栅型场效应晶体管。场效应晶体管分为N沟道和P沟道两种。为使场效应晶体管导通，在它承受正向漏极电压的同时，必须对栅极G施加正电压。IDM表征了功率场效应晶体管的电流容量。......
2023-06-30
-
TIG焊的工作原理及优缺点分析详细阅读
TIG焊工作原理示意图如图1-6-1所示。钨在高温下强度高而热应力小，具有良好的高温使用性能，可长时间在高温状态下工作，维持了恒定的电弧长度，保持焊接电流不变。用于TIG焊的惰性保护气体通常有氩气，有时也用氦气或氩与氦的混合气体。图1-6-1 TIG焊工作原理示意图1—焊件 2—填充焊丝 3—惰性气体 4—喷嘴 5—电极夹 6—钨极 7—电弧 8—熔池 9—焊缝TIG焊时，根据焊件坡口形式及接头性能的需要，可以填充焊丝也可以不填充焊丝。......
2023-06-26
相关推荐