理解场效应管的可变电阻区、饱和区、截止区
场效应管饱和区、截止区、可变电阻区场管饱和区就是放大区,输出电流只受控于VGS,只要维持VGS不变,则输出电流恒定(不考虑热漂移等影响)。因此可以制作压控恒流源,或者恒流LED驱动。此时电流与VGS的平方有线性关系。此点一定不要和三极管的饱和区混淆。三极管的饱和区是基极电流增大但是IC电流已经不能再大了,此时进入饱和区。饱和后,三极管的管压降约为0.3V。也就是说,外界电源能量已经99.9%压到了负载上了,没有多余的能量供Ib压榨了。现象就是Ib再增大,Ic不变了。三极管呈现饱和导通状态,可以当开关使用。
看看下面场效应管的转移特性曲线,也就是Vgs对应输出电流的关系曲线。饱和状态下(放大状态),理论上根据Vgs可以计算出Ids。那什么是可变电阻区?可变电阻区就是设定Vgs不变时,改变电源输入电压,Ids也随之线性改变,并且Uds/Ids=R,R不变。此时场效应管看起来貌似一个电阻。那既然R不变,为什么又叫可变电阻区?因为R不变是以Vgs不变为前提条件的,当改变Vgs时,R就变化了。Vgs越大,斜率越大,也就是电阻越小。因此,可以使用这个特性来制作电子负载。只要保证Vgs不变,那么对外的一个阻值就不变,接上待测试的电源就可以了。此时也可以程控改变Vgs,也就是改变电阻值,可以测出电源带负载的动态性能。
可变电阻区实现条件有两个:Vgs>Vth,Vds<Vgs-Vth。此时Vgs已经与Ids脱钩了,不满足平方线性关系了。在保持电源电压不变情况下,增大Vgs,Ids不再增大。类似于三极管的饱和了。不同的是三极管饱和表现的是Vce为0.3V。场管表现的是对外的电阻不变了(Vgs恒定时)。
截止区不用多说了,Vgs<Vth,场管呈现关闭状态,无电流通过(不考虑漂移)。