MOSFET的基本特性与放大器详解
MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor-金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种半导体器件，广泛用于开关目的和电子设备中电子信号的放大。由于MOSFET的尺寸非常小，因此MOSFET既可以是核心也可以是集成电路，可以在单个芯片中进行设计和制造。MOSFET器件的引入带来了电子开关领域的变化。
1.MOSFET基本特性
1.1基本结构
●概念：Mental-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)，简称MOSFET，分为P型和N型。
●结构：
3端元件：栅极G，源极S，漏极D
2端口：G-S输入端口，D-S输出端口
●P型和N型的电路表示：
1.2电气特性
●uGS小于UT时，iDS=0，D-S开路，为截止区;
●uGS增加到UT，D-S不再开路;
●uGS大于UT时， D-S分为线性区(电阻区)和饱和区(恒流区)：
在线性区， D-S相当于一个电阻;
在饱和区， D-S相当于一个电流源，电流大小受uGS控制，即MOS管是一个压控电流源;
在非截止区，只有当uDS大于某一阈值( uGS - UT )后，D-S才从一个电阻变为一个受控源。
1.3模型化MOSFET特性
●开关(S)模型： uGS小于UT时，iDS=0，D-S开路，否则D-S导通
●开关-电阻(SR)模型：uGS > UT， 且uDS < uGS -UT 时
●开关-电流源(SCS)模型：uGS >UT ， 且uDS > uGS -UT 时，iDS=K(uGS-UT)^2/2
2.MOSFET放大器
2.1信号放大
●为何放大：
1).信号电压太小，不易察觉
2).信号功率太小，不能驱动负载
3).传输过程中信号易被噪声淹没
●放大什么：
1).电压放大
2).电流放大
3).功率放大
2.2MOSFET放大器的等效模型
2.3MOSFET放大器的工作区间
●截止区：iDS为0，Vo恒为Vs。
●饱和区：对应电流源模型，Vo随Vin快速变化。
●线性区：对应电阻模型，Vo随Vin缓慢变化。
MOSFET电路仅在饱和区表现出放大器的性质。
2.4MOSFET放大器的偏置
放大器必须在饱和区才能正常工作，即当输入的信号为0时，MOSFET应当加载合适的偏置电压。
●当偏置电压为零时，不仅没有放大，而且输出严重失真。
●偏置点选择有不同方法，如范围最大或增益最大。
1).范围最大：偏置电压取饱和区中点。
2).增益最大：偏置电压取截止电压Vt。
小结
MOSFET是具有源极（Source），栅极（Gate），漏极（Drain）和主体（Body）端子的四端子设备。通常，MOSFET的主体与源极端子连接，从而形成诸如场效应晶体管的三端子器件。MOSFET通常被认为是晶体管，并且在模拟和数字电路中都使用。
关键词：罗姆MOSFET
一开始我们简单介绍过IGBT的基本结构和工作原理，不同的行业对使用IGBT时，对于其深入的程度可能不一样，但是作为一个开关器件，开通和关断的过程，我觉得有必要了解一下。随着载流子寿命控制等技术的应用， IGBT关断损耗得到了明显改善; 此外，大功率IGBT 器件内部续流二极管的反向恢复过程，极大地增加了IGBT 的开通损耗，因此，IGBT的开通过程越来越引起重视。
我们了解到，“网络分析器”是指用于各种“网络”的工具（如图1所示）。举例来说，现在大多数人都使用在4G或5G“网络”上运行的蜂窝电话或移动电话。此外，我们的家庭、办公室和商业场所多数也配备有Wi-Fi或无线局域网“网络”。此外，许多计算机和服务器都被设置在“网络”中，这些网络与云相连接。每个“网络”中都有一个特定的网络分析器工具，用于验证性能、绘制覆盖区域地图并确定问题所在区域。
在设计开关电源、电机驱动以及其他电力电子变换器时，通常会采用功率器件。为了保证这些器件在合理安全的工作范围内，需要测量功率MOSFET或IGBT结温。因为功率器件的结温与其安全性和可靠性直接相关。测量功率器件结温通常有两种方法：热电偶和红外热成像测温仪。
IGBT 的开关时间应综合考虑，快速开通和关断有利于提高工作频率，减小开关损耗，但过快的开关速度会造成很高的尖峰电压。当IGBT 开通后，驱动电路需提供足够的电压、电流幅值，使 IGBT 在正常工作及过载情况下不至于退饱和而损耗。驱动电路中门极电阻对工作性能有较大影响。
温度作为国际单位制的七个基本量之一，是工业现场一种需要重点监控的参数。目前工业上常用的温度传感器有四类，分别为热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器。
