汽车电工电子课件：场效应管控制电磁阀

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场效应管控制电磁阀任务导入学习任务知识准备边学边做考核与评价12345知识拓展6场效应管控制电磁阀除了三极管外，场效应管也是一电子控制元件，起放大和开光作用，与三极管相比，有它的优越性，大功率场效应管电路故障常常表现的是执行元件不工作，请你检修由场效应管控制的电磁阀电路。任务导入场效应管控制电磁阀１.理解场效应管的特点；２.理解基本电路符号及分类；３.掌握场效应管的性能检测。任务点１场效应管基本原理学习任务知识准备场效应晶体管，简称场效应管，由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。如图5-11所示。它属于电压控制型半导体器件，

具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。图5-11场效应管一、场效应管场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类，如图5-12所示。ｂ)结型场效应管分类知识准备二、场效应管的分类ａ)绝缘栅场效应管分类图5-12场效应管分类

用万用表欧姆挡可以触发场效应管，让它工作。方法是:红表笔接G极，黑表笔接S极，然后黑表笔不动，红表笔接D极。你会发现场效应管开通了，就是有很小的阻值了，说明管子在正常工作了。然后红表笔接S极，黑表笔接G极，再次用红表笔接D极，黑表笔接S极，会发现场效应管关断了。

在测量中要是S极与D极有阻值，那时因为D极和S极上加了一个二极管，所以会有一个二极管特性，如图5-13所示。图5-13带阻尼二极管的场效应管知识准备三、场效应管的测量场效应管控制电磁阀边学边做１.通过以上学习，具备了一定的理论知识。下面将进行实训，首先，准备实训需要使用的积木、器材。见表5-9。场效应管控制电磁阀２.实训步骤:场效应管元件的认知与测量（表5-10）。边学边做场效应管控制电磁阀２.实训步骤:场效应管元件的认知与测量（表5-10）。边学边做场效应管控制电磁阀１.理解场效应管的工作原理；２.理解场效应管的开关原理；３.掌握场效应管的开关控制电路；４.比较场效应管和三极管的异同点。任务点２场效应管工作原理与开关控制电路学习任务知识准备我们以增强型MOS场效应管为例，它可分为NPN型和PNP型，NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。由图5-14可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。

我们知道三极管是由输入的基极小电流控制输出的集电极大电流，但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。一、场效应管的工作原理图5-14单PN结二极管工作原理知识准备一、场效应管的工作原理图5-15N沟道的MOS场效应管的

工作原理知识准备一、场效应管的工作原理如图5-15所示，在二极管加上正向电压(P端接正极

，N端接负极)时，二极管导通，其PN结有电流通过，这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。

同理，当二极管加上反向电压(P端接负极，N端接正极)时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。对于场效应管，在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态。如图5-15a）所示。知识准备一、场效应管的工作原理图5-15

N沟道的MOS场效应管的工作原理知识准备一、场效应管的工作原理当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中，如图5-15b所示。从而形成电流，使源极和漏极之间导通，我们也可以想像为两个Ｎ型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。图5-16给出了P沟道的MOS场效应管的工作过程，其工作原理类似,，N沟道MOS管。图5-16

P沟道的MOS场效应管的工作原理知识准备一、场效应管的工作原理场效应管的开关原理就是通过栅极电压控制源极与漏极之间的导通状态，由于是属于电压控制型，因此栅极基本上不消耗电流，阻抗接近无穷大。场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电，被称之为双极型器件。有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。知识准备二、场效应管的使用优势（１）场效应管的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极E、基极B、集电极C，它们的作用相似。（２）场效应管是电压控制电流器件，由VGS控制iD，其放大系数gM一般较小，因此场效应管的放大能力较差。三极管是电流控制电流器件，由iB(或iE)控制iC。（３）场效应管栅极几乎不取电流，而三极管工作时基极总要吸取一定的电流，

因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。（４）场效应管只有多子参与导电，三极管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。知识准备三、场效应管与三级管（５）

场效应管在源极水与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大，而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，ｂ值将减小很多。（６）场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开路电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。（７）

三极管导通电阻大，场效应管导通电阻小，只有几百毫欧姆，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，它的效率是比较高的。知识准备三、场效应管与三级管场效应管控制电磁阀边学边做１.通过以上学习，具备了一定的理论知识，下面将进行实训，首先，准备实训需要使用的积木、器材。见表5-11。场效应管控制电磁阀边学边做１.通过以上学习，具备了一定的理论知识，下面将进行实训，首先，准备实训需要使用的积木、器材，见表5-11。场效应管控制电磁阀２.实训步骤:场效应管特性实训（表5-12）。边学边做场效应管控制电磁阀２.实训步骤:场效应管特性实训（表5-12）。边学边做场效应管控制电磁阀２.实训步骤:场效应管特性实训（表5-12）。边学边做场效应管控制电磁阀３.实训步骤:场效应管开关控制电磁阀、灯泡（表5-13）。边学边做场效应管控制电磁阀３.实训步骤:场效应管开关控制电磁阀、灯泡（表5-13）。边学边做场效应管控制电磁阀３.实训步骤:场效应管开关控制电磁阀、灯泡（表5-13）。边学边做续上表场效应管控制电磁阀考核与评价(１)每小组对应一套电子积木板、一张实训工作台；(２)检查实训任务: