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场效应管

场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称(cheng)场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)。主要有两种类(lei)型（junction FET—JFET)和(he)金属(shu)(shu) - 氧化物半导(dao)体(ti)(ti)(ti)场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)（metal-oxide semiconductor FET，简称(cheng)MOS-FET）。由(you)多(duo)数(shu)载(zai)流子参(can)与导(dao)电，也称(cheng)为单极(ji)型晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)。它(ta)属(shu)(shu)于(yu)电压控(kong)制型半导(dao)体(ti)(ti)(ti)器件(jian)。具有输(shu)入电阻高（107～1015Ω）、噪声(sheng)小(xiao)、功耗低、动态范围(wei)大(da)、易于(yu)集成(cheng)、没有二次击穿现(xian)象、安全(quan)工作(zuo)区(qu)域宽等优(you)点，现(xian)已(yi)成(cheng)为双极(ji)型晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)和(he)功率晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)的(de)强(qiang)大(da)竞争(zheng)者。场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)（FET）是利用控(kong)制输(shu)入回路的(de)电场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)来(lai)控(kong)制输(shu)出回路电流的(de)一种半导(dao)体(ti)(ti)(ti)器件(jian)，并以此(ci)命名。由(you)于(yu)它(ta)仅靠半导(dao)体(ti)(ti)(ti)中的(de)多(duo)数(shu)载(zai)流子导(dao)电，又称(cheng)单极(ji)型晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管(guan)(guan)(guan)。

场效应管分类

场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)分结型(xing)、绝(jue)缘栅型(xing)两大(da)类(lei)。结型(xing)场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)（JFET）因有(you)(you)两个PN结而(er)得(de)名(ming)(ming)，绝(jue)缘栅型(xing)场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)（JGFET）则因栅极与其(qi)它电极完整绝(jue)缘而(er)得(de)名(ming)(ming)。目前(qian)在绝(jue)缘栅型(xing)场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)中，应(ying)用最为普遍的(de)是(shi)MOS场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)，简称MOS管(guan)(guan)(guan)（即金属-氧化(hua)物-半导体(ti)场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)MOSFET）；此(ci)外还有(you)(you)PMOS、NMOS和VMOS功率(lv)场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)，以及(ji)最近(jin)刚问世(shi)的(de)πMOS场(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)、VMOS功率(lv)模块等。

按沟道半导体资料的(de)不同，结型(xing)和绝缘(yuan)栅型(xing)各(ge)分(fen)(fen)沟道和P沟道两(liang)种。若(ruo)按导电(dian)方(fang)式来划分(fen)(fen)，场效(xiao)应管又可分(fen)(fen)红耗尽(jin)型(xing)与加强型(xing)。结型(xing)场效(xiao)应管均为耗尽(jin)型(xing)，绝缘(yuan)栅型(xing)场效(xiao)应管既有耗尽(jin)型(xing)的(de)，也有加强型(xing)的(de)。

场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)晶(jing)体(ti)(ti)管可分为(wei)结场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)晶(jing)体(ti)(ti)管和MOS场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)晶(jing)体(ti)(ti)管。而MOS场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)晶(jing)体(ti)(ti)管又分为(wei)N沟耗尽型和加强(qiang)型；P沟耗尽型和加强(qiang)型四大类。见(jian)下图。

场效应管的特点

与双(shuang)极(ji)型晶体管相比，场(chang)效应管具有如下特点。

（1）场效应(ying)管(guan)是电压控制器件(jian)，它通过VGS(栅源(yuan)电压)来(lai)控制ID（漏(lou)极电流）；

（2）场(chang)效应管(guan)的控制输(shu)入(ru)端(duan)电(dian)(dian)流极(ji)小，因此它的输(shu)入(ru)电(dian)(dian)阻（107～1012Ω）很大。

（3）它是利用多(duo)数(shu)载流(liu)子(zi)导电，因此(ci)它的温(wen)度稳定(ding)性较好；

（4）它组(zu)成的(de)放大(da)电路(lu)的(de)电压(ya)(ya)放大(da)系数要小于(yu)三极(ji)管组(zu)成放大(da)电路(lu)的(de)电压(ya)(ya)放大(da)系数；

（5）场(chang)效应管的(de)抗辐射(she)能力强；

（6）由于它(ta)不存在(zai)杂乱运动的电子扩散引起的散粒(li)噪声，所以噪声低。

场效应管的(de)工作原(yuan)理如图(tu)4-24所示(shi)（以结型N沟道管为例）。由于栅极G接有负偏压（-UG），在G左近构成耗尽层(ceng)。

当负(fu)(fu)负(fu)(fu)偏压(-UG)的(de)绝对值(zhi)增大时，耗尽(jin)(jin)层(ceng)增大，沟(gou)道减(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，漏(lou)极电(dian)流(liu)(liu)ID减(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)。当负(fu)(fu)偏压（一UG）的(de)绝对值(zhi)减(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)时，耗尽(jin)(jin)层(ceng)减(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，沟(gou)道增大，漏(lou)极电(dian)流(liu)(liu)ID增大。可见(jian)，漏(lou)极电(dian)流(liu)(liu)ID受栅极电(dian)压的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，所以场(chang)效应管是(shi)电(dian)压控(kong)制(zhi)(zhi)型器件，即(ji)经过输(shu)(shu)入电(dian)压的(de)变化(hua)来控(kong)制(zhi)(zhi)输(shu)(shu)出(chu)电(dian)流(liu)(liu)的(de)变化(hua)，从而到(dao)达放大等目的(de)。

和双极(ji)(ji)型(xing)(xing)晶体管(guan)(guan)(guan)一(yi)样，场(chang)效应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)用于(yu)放大等电路时，其栅(zha)极(ji)(ji)也应(ying)(ying)加(jia)(jia)偏(pian)(pian)置(zhi)电压(ya)。结型(xing)(xing)场(chang)效府(fu)管(guan)(guan)(guan)的(de)栅(zha)极(ji)(ji)应(ying)(ying)加(jia)(jia)反向偏(pian)(pian)置(zhi)电压(ya)，即N沟(gou)(gou)道管(guan)(guan)(guan)加(jia)(jia)负栅(zha)压(ya)，P沟(gou)(gou)道管(guan)(guan)(guan)加(jia)(jia)正(zheng)栅(zha)爪。加(jia)(jia)强型(xing)(xing)绝缘(yuan)栅(zha)场(chang)效应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)应(ying)(ying)加(jia)(jia)正(zheng)向栅(zha)压(ya)。耗尽型(xing)(xing)绝缘(yuan)栅(zha)场(chang)效应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)的(de)栅(zha)压(ya)可正(zheng)、可负、可为(wei)“0”，见表(biao)4-2。加(jia)(jia)偏(pian)(pian)置(zhi)的(de)办(ban)法(fa)有同定偏(pian)(pian)置(zhi)法(fa)、自(zi)给偏(pian)(pian)置(zhi)法(fa)、直接耦合法(fa)等。

场效应管的作用

1.场效应(ying)管(guan)可应(ying)用于放大(da)。由(you)于场效应(ying)管(guan)放大(da)器的输(shu)入阻抗很高，因(yin)此耦合电容(rong)可以容(rong)量(liang)较(jiao)小(xiao)，不必使用电解电容(rong)器。

2.场效(xiao)应(ying)管很(hen)高的(de)输入阻(zu)抗非常(chang)适(shi)合作(zuo)阻(zu)抗变(bian)换(huan)。常(chang)用(yong)于多级(ji)放大器的(de)输入级(ji)作(zuo)阻(zu)抗变(bian)换(huan)。

3.场效应管可(ke)以(yi)用作可(ke)变电阻(zu)。

4.场效应管可以(yi)方便地用作恒流源。

5.场效应管可以用作电子开关。

MOS管(guan)、场效(xiao)应管(guan)。具有低内阻、高耐压、快(kuai)速开(kai)关、雪(xue)崩能量(liang)高等特点，设计电(dian)流(liu)跨度1A-200A电(dian)压跨度30V-1200V，我们可以根据(ju)客户的(de)应用领域和应用方案的(de)不同作出调(diao)整电(dian)性参数，提(ti)高客户产(chan)品的(de)可靠性，整体转换效(xiao)率和产(chan)品的(de)价(jia)格竞(jing)争优势。

场效应管的使用注意事项

1)为了安全使(shi)用场效应管，在线路的设计中不能(neng)超(chao)过管的耗散功(gong)率，最大漏源(yuan)电(dian)压、最大栅源(yuan)电(dian)压和最大电(dian)流等(deng)参(can)数(shu)的极限值(zhi)。

2)各类型(xing)场(chang)效(xiao)应管(guan)在(zai)使用时，都(dou)要(yao)严(yan)格按(an)要(yao)求(qiu)的偏(pian)置接人电路中，要(yao)遵(zun)守场(chang)效(xiao)应管(guan)偏(pian)置的极性。如结型(xing)场(chang)效(xiao)应管(guan)栅(zha)源漏之间是(shi)PN结，N沟道(dao)管(guan)栅(zha)极不能(neng)加正偏(pian)压;P沟道(dao)管(guan)栅(zha)极不能(neng)加负偏(pian)压，等(deng)等(deng)。

3)MOS场效(xiao)应管由于输人阻抗极高，所以在运输、贮(zhu)藏(zang)中必(bi)须将引出(chu)脚(jiao)短(duan)路(lu)，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。尤(you)其(qi)要注意(yi)(yi)，不能将MOS场效(xiao)应管放(fang)人塑(su)料(liao)盒子内，保存时最好(hao)放(fang)在金属盒内，同时也要注意(yi)(yi)管的防潮。

4)为了防止(zhi)场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)栅极感(gan)应(ying)击穿，要求一切测试仪器、工(gong)作(zuo)台、电(dian)烙铁、线路本身都必(bi)须有良好的接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di);管(guan)(guan)脚(jiao)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)时，先焊(han)源(yuan)极;在(zai)连(lian)入(ru)电(dian)路之前，管(guan)(guan)的全部引线端保(bao)(bao)持互相短接(jie)(jie)(jie)(jie)状态，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)完后才(cai)把(ba)短接(jie)(jie)(jie)(jie)材料去掉;从元器件架上取下管(guan)(guan)时，应(ying)以适当(dang)的方(fang)式确(que)保(bao)(bao)人体接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)如采(cai)用接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)环等;当(dang)然，如果能采(cai)用先进的气热型电(dian)烙铁，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)是比较方(fang)便的，并且确(que)保(bao)(bao)安全;在(zai)未关断电(dian)源(yuan)时，绝对(dui)不可以把(ba)管(guan)(guan)插人电(dian)路或从电(dian)路中拔出。以上安全措施在(zai)使用场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)时必(bi)须注意(yi)。

5)在(zai)安装场效(xiao)应(ying)管(guan)时，注意安装的位(wei)置要尽量避免靠近发(fa)热(re)元件(jian)(jian);为了防管(guan)件(jian)(jian)振动，有(you)必(bi)要将管(guan)壳体紧固起来;管(guan)脚引线在(zai)弯曲时，应(ying)当大于根部(bu)尺寸(cun)5毫米处进行，以防止弯断管(guan)脚和引起漏(lou)气等。对于功(gong)率型场效(xiao)应(ying)管(guan)，要有(you)良好的散(san)热(re)条(tiao)件(jian)(jian)。因为功(gong)率型场效(xiao)应(ying)管(guan)在(zai)高负荷条(tiao)件(jian)(jian)下(xia)运用，必(bi)须设计足够的散(san)热(re)器(qi)，确保壳体温度(du)不超过额(e)定值，使器(qi)件(jian)(jian)长(zhang)期稳定可靠地(di)工作。

总之(zhi)，确(que)保场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)安全使用(yong)(yong)(yong)，要注意的(de)(de)事项是多(duo)种(zhong)多(duo)样，采取的(de)(de)安全措施也是各种(zhong)各样，广(guang)大的(de)(de)专业技术人员(yuan)，特别是广(guang)大的(de)(de)电子爱好者，都要根据自己的(de)(de)实际情况出发，采取切实可行的(de)(de)办法，安全有效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)地用(yong)(yong)(yong)好场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)。场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)好坏与极性判(pan)别将万用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)的(de)(de)量程(cheng)选(xuan)择在RX1K档(dang),用(yong)(yong)(yong)黑(hei)表(biao)(biao)笔(bi)接D极,红表(biao)(biao)笔(bi)接S极,用(yong)(yong)(yong)手同时触(chu)及(ji)一下(xia)(xia)G,D极,场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)应(ying)呈瞬时导(dao)通(tong)状(zhuang)态,即表(biao)(biao)针摆向阻值较小的(de)(de)位(wei)(wei)置,再用(yong)(yong)(yong)手触(chu)及(ji)一下(xia)(xia)G,S极, 场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)应(ying)无(wu)反(fan)应(ying),即表(biao)(biao)针回零位(wei)(wei)置不动.此时应(ying)可判(pan)断出场(chang)(chang)(chang)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)(guan)为好管(guan)(guan).

将万(wan)用表的(de)量(liang)程选择在RX1K档(dang),分别测量(liang)场效应管三个(ge)管脚(jiao)之间的(de)电阻(zu)(zu)阻(zu)(zu)值,若某脚(jiao)与(yu)其(qi)他两脚(jiao)之间的(de)电阻(zu)(zu)值均为(wei)无(wu)穷(qiong)大时,并且再(zai)交换表笔后(hou)仍为(wei)无(wu)穷(qiong)大时,则(ze)此脚(jiao)为(wei)G极(ji)(ji),其(qi)它两脚(jiao)为(wei)S极(ji)(ji)和(he)D极(ji)(ji).然(ran)后(hou)再(zai)用万(wan)用表测量(liang)S极(ji)(ji)和(he)D极(ji)(ji)之间的(de)电阻(zu)(zu)值一次,交换表笔后(hou)再(zai)测量(liang)一次,其(qi)中阻(zu)(zu)值较(jiao)小的(de)一次,黑表笔接的(de)是S极(ji)(ji),红表笔接的(de)是D极(ji)(ji).

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