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计算机测控系统
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传感器
传感器
变送器
变送器
多路模拟开关
模拟控制器
采样保持器
计算机
A/D
D/A
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测控系统框图
把模拟量转换为数字量的过程称为模数转换,完成这种转换的电路称为模数转换器(AnalogtoDigitalConverter),简称为ADC或A/D;
把数字量转换为模拟量的过程称为数模转换,完成这种转换的电路称为数模转换器(DigitaltoAnalogConverter),简称DAC或D/A。
一、场效应管结构原理
场效应管(FiedlEffectTransistor——FET)是利用电场效应来控制的有源器件,它不仅兼有一般半导体管体积小、重量轻、耗电省、寿命长的特点,还具有输入电阻高(MOSFET最高可达1015Ω)、噪声系数低、热稳定性好、工作频率高、抗辐射能力强、制造工艺简单等优点。在近代大规模和超大规模集成电路以及微波毫米波电路中得到广泛应用。
按结构,场效应管可分两大类:
结型场效应管(JFET)
绝缘栅型场效应管(IGFET)
绝缘栅型场效应管中应用最多的是以二氧化硅作为金属(铝)栅极和半导体之间绝缘层,又称金属-氧化物-半导体场效应管,简称MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorFET)。
MOSFET可分为
增强型N沟道、P沟道
耗尽型N沟道、P沟道
二、绝缘栅型场效应管
结构
1)结构
N沟道增强型MOSFET在P型半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区。
栅极G
源极S
漏极D
衬底B
1、N沟道增强型MOSFET
漏源电压vDS对漏极电流iD的控制作用
vGS≥VT,加vDS,形成iD,且iD与vDS基本成正比。因vDS形成电位差,使导电沟道为梯形。
vDS增大至vGD=vGS−vDS<VT,沟道被预夹断(漏端),管子进入饱和区。
原理2
沟道预夹断后,vDS继续增大,夹断点向源极方向移动,iD略有增大。
vGS变化时,vGS<VT,没有导电沟道,iD≈0;
vGS=VT时开始形成导电沟道;
vGS≥VT时,导电沟道变宽。从而改变vGS的大小有效地控制沟道电阻的大小。
——输入电压vGS对输出电流iD的控制
3)特性曲线
——输出特性
——转移特性
2、场效应三极管的参数
2)夹断电压VGS(off)(或VP)
耗尽型FET的参数。在VDS为某一固定值条件下,iD等于一微小值(便于测量)时所对应的VGS。
3)饱和漏极电流IDSS
耗尽型FET重要参数。在VGS=0的条件下,管子预夹断时的漏极电流。
1)开启电压VGS(th)(或VT)
增强型FET的重要参数。在VDS为某一固定值下能产生iD所需要的最小|VGS|值。