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场(chang)效应(ying)管的应(ying)用越来(lai)越广泛，它相比于(yu)传统的晶体管有许多(duo)独特的优点(dian)使其在高频(pin)电(dian)路中的应(ying)用尤其之(zhi)多(duo)，本文(wen)介绍了(le)场(chang)效应(ying)管和(he)它的工作原(yuan)理，就其在高频(pin)电(dian)路的应(ying)用中的突(tu)出性能进行(xing)了(le)阐述并(bing)且以(yi)音响领域为例(li)讲解了(le)场(chang)效应(ying)管在高频(pin)电(dian)路中的具体应(ying)用。

一、场效应管在高频电路中应用

1、低噪

高(gao)频电(dian)路(lu)中噪(zao)音(yin)(yin)会被放大，而场效(xiao)应(ying)管(guan)以(yi)其(qi)低(di)噪(zao)性能颇受关注。关于场效(xiao)应(ying)管(guan)的(de)(de)噪(zao)音(yin)(yin)机(ji)制的(de)(de)研究由来已久(jiu)，主要有(you)以(yi)下几(ji)个方面的(de)(de)来源(yuan)： 沟道电(dian)阻产生的(de)(de)热噪(zao)声(sheng)，沟道热噪(zao)声(sheng)通过沟道和栅极电(dian)容的(de)(de)耦合(he)作用在栅极上的(de)(de)感(gan)应(ying)噪(zao)声(sheng)，闪烁噪(zao)声(sheng)。不同的(de)(de)场效(xiao)应(ying)管(guan)其(qi)噪(zao)音(yin)(yin)性质也有(you)所不同,综合(he)起来主要表现为(wei)共栅最(zui)好(hao)(hao)，共源(yuan)次之，共漏最(zui)差，所以(yi)场效(xiao)应(ying)管(guan)在高(gao)频电(dian)路(lu)中应(ying)用优先使用共栅作为(wei)低(di)噪(zao)输入(ru)级效(xiao)果(guo)更好(hao)(hao)。

2、自动增益控制特性

自动(dong)增(zeng)(zeng)益控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（ACG）经常应(ying)用(yong)于高(gao)频(pin)电(dian)(dian)路，场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)在自动(dong)增(zeng)(zeng)益控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)路中的应(ying)用(yong)也(ye)很(hen)重要(yao)，AGC有两种(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)式：一种(zhong)是利用(yong)增(zeng)(zeng)加(jia)AGC电(dian)(dian)压的方(fang)式来(lai)减小增(zeng)(zeng)益的方(fang)式叫(jiao)正(zheng)向(xiang)AGC，反之(zhi)叫(jiao)反向(xiang)AGC正(zheng)向(xiang)AGC控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能力(li)强(qiang)，所需控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)率大(da)(da)，被控(kong)(kong)放(fang)大(da)(da)级工作(zuo)点(dian)变(bian)(bian)(bian)(bian)动(dong)范(fan)围(wei)大(da)(da)，放(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)两端阻(zu)抗变(bian)(bian)(bian)(bian)化也(ye)大(da)(da)；反向(xiang)AGC所需控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)率小，控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)范(fan)围(wei)也(ye)小。利用(yong)场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)的特(te)性(xing)，改(gai)变(bian)(bian)(bian)(bian)其栅极(ji)的电(dian)(dian)压，从而改(gai)变(bian)(bian)(bian)(bian)其漏极(ji)和源极(ji)之(zhi)间的电(dian)(dian)阻(zu)，可以改(gai)变(bian)(bian)(bian)(bian)放(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)的增(zeng)(zeng)益，达到(dao)自动(dong)增(zeng)(zeng)益控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的目的。由于原理简(jian)单且(qie)性(xing)能优(you)良(liang)，自动(dong)增(zeng)(zeng)益控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)果(guo)也(ye)比较稳定。

3、功率增益

场效应管(guan)(guan)(guan)是一(yi)(yi)种(zhong)电压控制器件，其特性更象电子管(guan)(guan)(guan)，它具有(you)(you)很高(gao)的(de)输入阻(zu)抗，较(jiao)(jiao)大(da)的(de)功(gong)率增(zeng)(zeng)益。在(zai)高(gao)频(pin)(pin)电路高(gao)频(pin)(pin)晶体管(guan)(guan)(guan)有(you)(you)两大(da)类(lei)型：一(yi)(yi)类(lei)是作小信(xin)号放大(da)的(de)高(gao)频(pin)(pin)小功(gong)率管(guan)(guan)(guan)，对它们(men)的(de)主(zhu)要要求是高(gao)增(zeng)(zeng)益和低(di)噪声(sheng)；另(ling)一(yi)(yi)类(lei)为高(gao)频(pin)(pin)功(gong)率管(guan)(guan)(guan)，其在(zai)高(gao)频(pin)(pin)工作时允许有(you)(you)较(jiao)(jiao)大(da)管(guan)(guan)(guan)耗，且输出(chu)功(gong)率较(jiao)(jiao)大(da)，场效应管(guan)(guan)(guan)显然能(neng)够很好的(de)满(man)足高(gao)频(pin)(pin)电路的(de)需要。

二、场效应管在高频电路中的具体应用

现(xian)在(zai)越来越多的(de)电子电路都在(zai)使用(yong)场效应管(guan)，以音(yin)响领域为例，场效应管(guan)的(de)失(shi)真度低于晶(jing)体管(guan)且多为偶次(ci)谐波(bo)失(shi)真，听感好(hao)(hao)，高中(zhong)(zhong)低频能量分(fen)配适当，声音(yin)有(you)密度感，音(yin)场较稳，透明感适中(zhong)(zhong)，层次(ci)感、解析力(li)和定位感均(jun)有(you)较好(hao)(hao)表(biao)现(xian)，对(dui)音(yin)乐细(xi)节(jie)有(you)很好(hao)(hao)表(biao)现(xian)。

1、场效应管的在音响领域选用应注意以下几点。

场效(xiao)应(ying)管的ID的参数按电(dian)(dian)路要(yao)求选取，能满(man)足功耗要(yao)求并略有余量即可(ke)，不要(yao)认为(wei)越大越好，ID越大，CGS也越大，对电(dian)(dian)路的高频响应(ying)及失(shi)真(zhen)不利，如(ru)ID为(wei)2A的管子，CGS约(yue)为(wei)80pF；ID为(wei)10A的管子，CGS约(yue)为(wei)1000pF。使用的可(ke)靠性可(ke)通过合理的散热设计来保证(zheng)。

选用(yong)VMOS管(guan)(guan)的源漏极耐(nai)压BVDSS不(bu)要(yao)过高，能(neng)达到(dao)要(yao)求(qiu)即可(ke)。因为(wei)BVDSS大的管(guan)(guan)子饱和压降(jiang)也大，会影响(xiang)效(xiao)率。结型场效(xiao)应管(guan)(guan)则要(yao)尽可(ke)能(neng)高些，因为(wei)他(ta)们本来(lai)就(jiu)不(bu)高，一般(ban)BVDSS为(wei)30～50V，BVGSS为(wei)20V。

VMOS管(guan)(guan)的BVGSS尽(jin)可能高些(xie)，因为VMOS管(guan)(guan)子栅极(ji)很容易被(bei)击穿(chuan)，储存或操作要(yao)慎之又慎，防止带(dai)静电(dian)(dian)(dian)的物(wu)体接(jie)触管(guan)(guan)脚。在储存中(zhong)要(yao)将(jiang)引(yin)出脚短路(lu)，并用金属(shu)盒(he)(he)屏蔽包(bao)装，以防止外来(lai)感应电(dian)(dian)(dian)势将(jiang)栅极(ji)击穿(chuan)，尤其要(yao)注意不能将(jiang)管(guan)(guan)子放入(ru)塑料盒(he)(he)子或塑料袋中(zhong)。为了防止栅极(ji)感应击穿(chuan)，在安装调试(shi)中(zhong)要(yao)求一切仪器仪表、电(dian)(dian)(dian)烙铁、电(dian)(dian)(dian)路(lu)板以及(ji)人体等都必须具有良好的接(jie)地效果，在管(guan)(guan)子接(jie)入(ru)电(dian)(dian)(dian)路(lu)之前，管(guan)(guan)子的全部引(yin)脚都必须保持短接(jie)状态，焊(han)接(jie)完毕后方(fang)可把短接(jie)材料拆(chai)除。

配对管 要求用(yong)同厂同批号的，这样(yang)参数一(yi)致性好。尽(jin)量选用(yong)孪(luan)生配对管，使(shi)管子的夹断电压(ya)和跨导尽(jin)可能保持一(yi)致，使(shi)配对误差(cha)分别(bie)小于3%和5%。

 尽可能选用(yong)音(yin)响专用(yong)管，这样更能适合音(yin)频放大电(dian)路的要(yao)求。

在安(an)装场效应管(guan)(guan)(guan)时(shi)，位置要避免靠近(jin)发热(re)元件。为了(le)防止管(guan)(guan)(guan)子振动，要将管(guan)(guan)(guan)子紧(jin)固起来，管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)引(yin)线(xian)在弯曲(qu)时(shi)，应当大(da)于根部距离(li)5mm处(chu)进行弯曲(qu)，以(yi)防止弯曲(qu)时(shi)拆断管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)或引(yin)起漏气而(er)损坏管(guan)(guan)(guan)子。管(guan)(guan)(guan)子要有良好的散热(re)条件，必须配置足够的散热(re)器，保证管(guan)(guan)(guan)子温度不超过额定值，确保长期稳(wen)定可靠工作。

结论

通过对场(chang)(chang)(chang)效应(ying)管在高频(pin)(pin)电(dian)(dian)路中应(ying)用(yong)的分析(xi)，本文(wen)着重介绍了(le)场(chang)(chang)(chang)效应(ying)管的突出性能(neng)及其在生活中的高频(pin)(pin)电(dian)(dian)路的具体应(ying)用(yong)，发现场(chang)(chang)(chang)效应(ying)管的潜(qian)力巨大，可应(ying)用(yong)面广。

三、下面介绍检测VMOS管的方法

1、判定栅极G将万用表拨至(zhi)R×1k档分(fen)别测(ce)量三个管脚(jiao)之间的(de)电(dian)(dian)阻。若(ruo)发现某脚(jiao)与其字两(liang)脚(jiao)的(de)电(dian)(dian)阻均(jun)呈(cheng)无穷大，并(bing)且交换表笔后仍(reng)为无穷大，则证(zheng)明此脚(jiao)为G极，因为它和另外两(liang)个管脚(jiao)是绝(jue)缘的(de)。

2、判(pan)定(ding)源极(ji)S、漏极(ji)D由图1可见，在(zai)源-漏之间有一个PN结，因此(ci)根据PN结正、反向(xiang)电阻存在(zai)差(cha)异，可识别S极(ji)与D极(ji)。用交(jiao)换表笔(bi)法测(ce)两次电阻，其中(zhong)电阻值(zhi)较低（一般为几(ji)千欧(ou)至十几(ji)千欧(ou)）的(de)一次为正向(xiang)电阻，此(ci)时黑表笔(bi)的(de)是S极(ji)，红(hong)表笔(bi)接(jie)D极(ji)。

3、测(ce)(ce)量漏-源通态电阻(zu)RDS（on）将G-S极短路，选(xuan)择万用(yong)表(biao)的R×1档，黑(hei)表(biao)笔接S极，红(hong)表(biao)笔接D极，阻(zu)值(zhi)应为几欧至十几欧。由(you)于测(ce)(ce)试(shi)条件不同，测(ce)(ce)出的RDS（on）值(zhi)比手册中给(ji)出的典型(xing)(xing)值(zhi)要高一些。例如用(yong)500型(xing)(xing)万用(yong)表(biao)R×1档实测(ce)(ce)一只IRFPC50型(xing)(xing)VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型(xing)(xing)值(zhi)）。

 4、检查跨导将万用表(biao)置于R×1k（或R×100）档，红表(biao)笔(bi)接S极，黑表(biao)笔(bi)接D极，手(shou)持螺丝刀去碰(peng)触栅极，表(biao)针应有明显偏转(zhuan)，偏转(zhuan)愈大(da)，管子的跨导愈高。

注意事项：

VMOS管亦分N沟(gou)(gou)道(dao)管与P沟(gou)(gou)道(dao)管，但(dan)绝大多数产品(pin)属于N沟(gou)(gou)道(dao)管。对于P沟(gou)(gou)道(dao)管，测(ce)量(liang)时应交换表笔的位置。

有少数VMOS管在G-S之(zhi)间并有保护二极管，本(ben)检测方法(fa)中的1、2项不再(zai)适用(yong)。

目前市(shi)场上(shang)还有(you)一(yi)种(zhong)VMOS管功率模(mo)块，专(zhuan)供(gong)交(jiao)流(liu)电机调速器、逆变器使用(yong)。例如美国IR公司生(sheng)产的IRFT001型模(mo)块，内部有(you)N沟(gou)(gou)道、P沟(gou)(gou)道管各三只，构成(cheng)三相桥式结(jie)构。

现在(zai)VNF系(xi)列（N沟道）产(chan)品(pin)，是超高频功率场效应管，其最高工作频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号(hao)低频跨导gm=2000μS。适(shi)用(yong)于(yu)高速开关电路和广播、通信设备中(zhong)。

使用(yong)VMOS管时必须加合适的散(san)热器后。以(yi)VNF306为例(li)，该管子(zi)加装140×140×4（mm）的散(san)热器后，最大功率(lv)才(cai)能达到30W。 

多管(guan)并联(lian)后，由(you)于极(ji)间(jian)电容和分布电容相应增加，使放(fang)大器的(de)高频(pin)特(te)性(xing)变坏，通(tong)过反(fan)馈容易引起放(fang)大器的(de)高频(pin)寄生(sheng)振荡。为此，并联(lian)复合管(guan)管(guan)子一般不超过4个，而且(qie)在每管(guan)基极(ji)或栅极(ji)上串接防寄生(sheng)振荡电阻。

四、场效应管的使用注意事项

为了安全使用场效应管，在线路(lu)的设计中不能超过管的耗散功率，最大漏源(yuan)电(dian)压、最大栅源(yuan)电(dian)压和最大电(dian)流等参数的极限值。

各类(lei)型场效(xiao)应管(guan)在(zai)使用时，都要严格按要求(qiu)的(de)偏置(zhi)(zhi)接人电(dian)路中(zhong)，要遵守(shou)场效(xiao)应管(guan)偏置(zhi)(zhi)的(de)极(ji)性。如结型场效(xiao)应管(guan)栅(zha)源(yuan)漏之间是PN结，N沟道管(guan)栅(zha)极(ji)不能(neng)加正偏压(ya)；P沟道管(guan)栅(zha)极(ji)不能(neng)加负偏压(ya)，等等。

MOS场效应管(guan)(guan)由于(yu)输人阻抗极高，所以(yi)(yi)在运输、贮藏中必(bi)须将(jiang)引出脚短路，要用(yong)金属(shu)屏蔽包装，以(yi)(yi)防(fang)止外来(lai)感应电(dian)势将(jiang)栅极击穿。尤其要注意，不(bu)能将(jiang)MOS场效应管(guan)(guan)放人塑料(liao)盒子内，保存时(shi)最(zui)好放在金属(shu)盒内，同(tong)时(shi)也要注意管(guan)(guan)的(de)防(fang)潮。

为了防(fang)止场(chang)效(xiao)应管栅极感应击穿，要求一切测试(shi)仪器(qi)、工作(zuo)台、电(dian)(dian)(dian)烙铁、线路本身都必须有良好的(de)(de)(de)接地(di)；管脚在(zai)焊(han)(han)(han)接时(shi)，先焊(han)(han)(han)源极；在(zai)连入电(dian)(dian)(dian)路之(zhi)前，管的(de)(de)(de)全(quan)部引线端保持互相短接状态，焊(han)(han)(han)接完后才把(ba)短接材料去掉；从元器(qi)件架上取下管时(shi)，应以(yi)适(shi)当的(de)(de)(de)方(fang)式确保人(ren)体(ti)接地(di)如(ru)采用(yong)接地(di)环等；当然，如(ru)果能采用(yong)先进的(de)(de)(de)气热型电(dian)(dian)(dian)烙铁，焊(han)(han)(han)接场(chang)效(xiao)应管是(shi)比较方(fang)便的(de)(de)(de)，并(bing)且确保安全(quan)；在(zai)未关(guan)断电(dian)(dian)(dian)源时(shi)，绝对(dui)不(bu)可以(yi)把(ba)管插人(ren)电(dian)(dian)(dian)路或(huo)从电(dian)(dian)(dian)路中拔出(chu)。以(yi)上安全(quan)措施在(zai)使(shi)用(yong)场(chang)效(xiao)应管时(shi)必须注意。

在(zai)(zai)安装场效应(ying)(ying)管(guan)(guan)时，注意安装的位置要(yao)尽量避免靠近发热(re)元件(jian)；为(wei)(wei)了防管(guan)(guan)件(jian)振(zhen)动(dong)，有(you)必要(yao)将管(guan)(guan)壳体紧固起来；管(guan)(guan)脚引(yin)线在(zai)(zai)弯(wan)曲时，应(ying)(ying)当大于根部(bu)尺寸5毫米处进行，以防止(zhi)弯(wan)断管(guan)(guan)脚和引(yin)起漏气等。对(dui)于功率型场效应(ying)(ying)管(guan)(guan)，要(yao)有(you)良(liang)好的散热(re)条(tiao)件(jian)。因为(wei)(wei)功率型场效应(ying)(ying)管(guan)(guan)在(zai)(zai)高负荷条(tiao)件(jian)下运用(yong)，必须(xu)设计足(zu)够的散热(re)器，确保壳体温度(du)不超(chao)过额定(ding)值，使器件(jian)长期稳定(ding)可靠地工作。

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