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场效应(ying)管的(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)广泛(fan)，它相(xiang)比于(yu)传统的(de)(de)晶体管有(you)许多独特的(de)(de)优点使其(qi)在(zai)高频电(dian)路中的(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)尤其(qi)之多，本文介(jie)绍了(le)场效应(ying)管和它的(de)(de)工作原理，就其(qi)在(zai)高频电(dian)路的(de)(de)应(ying)用(yong)(yong)中的(de)(de)突出(chu)性能进行了(le)阐述并且(qie)以音响领域为例(li)讲解了(le)场效应(ying)管在(zai)高频电(dian)路中的(de)(de)具体应(ying)用(yong)(yong)。

一、场效应管在高频电路中应用

1、低噪

高频(pin)电(dian)路(lu)中噪(zao)音(yin)(yin)会被放大，而场(chang)效应管(guan)以(yi)其低噪(zao)性(xing)能颇受关注。关于(yu)场(chang)效应管(guan)的噪(zao)音(yin)(yin)机制的研(yan)究由来已久，主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下几(ji)个方面的来源： 沟(gou)道(dao)(dao)电(dian)阻产生的热噪(zao)声，沟(gou)道(dao)(dao)热噪(zao)声通过沟(gou)道(dao)(dao)和(he)栅(zha)极(ji)电(dian)容的耦合作(zuo)用在栅(zha)极(ji)上的感应噪(zao)声，闪烁噪(zao)声。不(bu)同(tong)的场(chang)效应管(guan)其噪(zao)音(yin)(yin)性(xing)质也有(you)所不(bu)同(tong),综合起来主(zhu)要(yao)表现为共(gong)栅(zha)最(zui)好，共(gong)源次之，共(gong)漏(lou)最(zui)差，所以(yi)场(chang)效应管(guan)在高频(pin)电(dian)路(lu)中应用优先使用共(gong)栅(zha)作(zuo)为低噪(zao)输入(ru)级效果更好。

2、自动增益控制特性

自动(dong)(dong)(dong)增(zeng)(zeng)(zeng)益控(kong)制(zhi)(zhi)（ACG）经常(chang)应(ying)用(yong)于高频电路(lu)，场效(xiao)应(ying)管(guan)在自动(dong)(dong)(dong)增(zeng)(zeng)(zeng)益控(kong)制(zhi)(zhi)电路(lu)中的(de)(de)应(ying)用(yong)也(ye)很重要(yao)，AGC有两种控(kong)制(zhi)(zhi)方式：一种是利(li)用(yong)增(zeng)(zeng)(zeng)加AGC电压的(de)(de)方式来减(jian)小增(zeng)(zeng)(zeng)益的(de)(de)方式叫正向(xiang)(xiang)AGC，反之叫反向(xiang)(xiang)AGC正向(xiang)(xiang)AGC控(kong)制(zhi)(zhi)能力强，所需(xu)控(kong)制(zhi)(zhi)功(gong)率(lv)大(da)，被控(kong)放大(da)级工(gong)作点(dian)变动(dong)(dong)(dong)范(fan)(fan)围大(da)，放大(da)器两端阻抗(kang)变化也(ye)大(da)；反向(xiang)(xiang)AGC所需(xu)控(kong)制(zhi)(zhi)功(gong)率(lv)小，控(kong)制(zhi)(zhi)范(fan)(fan)围也(ye)小。利(li)用(yong)场效(xiao)应(ying)管(guan)的(de)(de)特性，改变其栅极(ji)的(de)(de)电压，从而改变其漏极(ji)和源极(ji)之间的(de)(de)电阻，可以改变放大(da)器的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)益，达到自动(dong)(dong)(dong)增(zeng)(zeng)(zeng)益控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)目的(de)(de)。由于原理简(jian)单且性能优良，自动(dong)(dong)(dong)增(zeng)(zeng)(zeng)益控(kong)制(zhi)(zhi)效(xiao)果也(ye)比较稳定。

3、功率增益

场(chang)效应(ying)管(guan)是(shi)一(yi)种电(dian)(dian)压控制器件，其特(te)性更象电(dian)(dian)子管(guan)，它(ta)具有很高(gao)的(de)输入阻抗，较大(da)的(de)功率(lv)(lv)增(zeng)益(yi)(yi)。在高(gao)频(pin)电(dian)(dian)路高(gao)频(pin)晶体(ti)管(guan)有两大(da)类(lei)型(xing)：一(yi)类(lei)是(shi)作小信(xin)号放大(da)的(de)高(gao)频(pin)小功率(lv)(lv)管(guan)，对它(ta)们的(de)主要要求是(shi)高(gao)增(zeng)益(yi)(yi)和低噪声；另一(yi)类(lei)为高(gao)频(pin)功率(lv)(lv)管(guan)，其在高(gao)频(pin)工(gong)作时允许有较大(da)管(guan)耗，且输出功率(lv)(lv)较大(da)，场(chang)效应(ying)管(guan)显然能够很好的(de)满足高(gao)频(pin)电(dian)(dian)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(yue)来越(yue)多的(de)电子电路都在(zai)使用场(chang)效(xiao)应管(guan)，以音响(xiang)领(ling)域为(wei)例，场(chang)效(xiao)应管(guan)的(de)失真(zhen)度(du)低(di)于晶体管(guan)且多为(wei)偶(ou)次谐波失真(zhen)，听感(gan)(gan)好(hao)(hao)，高(gao)中低(di)频能(neng)量分(fen)配(pei)适当，声(sheng)音有(you)密(mi)度(du)感(gan)(gan)，音场(chang)较稳(wen)，透明感(gan)(gan)适中，层(ceng)次感(gan)(gan)、解(jie)析力和定位感(gan)(gan)均有(you)较好(hao)(hao)表(biao)现(xian)，对音乐细(xi)节有(you)很(hen)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(chang)效应(ying)管的ID的参数按(an)电路要(yao)求选取，能满足功耗(hao)要(yao)求并略有余(yu)量即(ji)可(ke)，不(bu)要(yao)认为(wei)(wei)越(yue)(yue)大(da)越(yue)(yue)好，ID越(yue)(yue)大(da)，CGS也(ye)越(yue)(yue)大(da)，对(dui)电路的高频响应(ying)及失(shi)真不(bu)利(li)，如(ru)ID为(wei)(wei)2A的管子(zi)，CGS约(yue)(yue)为(wei)(wei)80pF；ID为(wei)(wei)10A的管子(zi)，CGS约(yue)(yue)为(wei)(wei)1000pF。使(shi)用的可(ke)靠性可(ke)通过合理的散热设计来(lai)保证。

选用(yong)VMOS管的源漏极耐压BVDSS不要过高，能达(da)到要求即(ji)可(ke)。因(yin)(yin)为(wei)BVDSS大的管子(zi)饱和压降也大，会影响效(xiao)率。结型场效(xiao)应管则要尽(jin)可(ke)能高些，因(yin)(yin)为(wei)他们本来(lai)就不高，一般BVDSS为(wei)30～50V，BVGSS为(wei)20V。

VMOS管的(de)BVGSS尽可能高(gao)些，因为VMOS管子(zi)(zi)(zi)栅(zha)极很(hen)容(rong)易被击穿，储(chu)存(cun)或(huo)操作要慎(shen)(shen)之(zhi)又慎(shen)(shen)，防(fang)止(zhi)带静电(dian)的(de)物体(ti)接(jie)触管脚。在(zai)(zai)储(chu)存(cun)中要将(jiang)引(yin)出脚短(duan)路(lu)，并用金属盒(he)屏蔽包(bao)装(zhuang)，以防(fang)止(zhi)外来感应电(dian)势将(jiang)栅(zha)极击穿，尤(you)其(qi)要注意不能将(jiang)管子(zi)(zi)(zi)放入(ru)塑(su)料盒(he)子(zi)(zi)(zi)或(huo)塑(su)料袋中。为了防(fang)止(zhi)栅(zha)极感应击穿，在(zai)(zai)安装(zhuang)调试(shi)中要求一切仪(yi)器仪(yi)表、电(dian)烙铁、电(dian)路(lu)板以及人体(ti)等都必(bi)(bi)须具有良好(hao)的(de)接(jie)地效果(guo)，在(zai)(zai)管子(zi)(zi)(zi)接(jie)入(ru)电(dian)路(lu)之(zhi)前，管子(zi)(zi)(zi)的(de)全部引(yin)脚都必(bi)(bi)须保持短(duan)接(jie)状(zhuang)态，焊接(jie)完(wan)毕后(hou)方(fang)可把(ba)短(duan)接(jie)材(cai)料拆除。

配(pei)对(dui)管(guan)(guan) 要(yao)求用(yong)同厂同批号的，这样参(can)数一致(zhi)性好(hao)。尽量选用(yong)孪(luan)生配(pei)对(dui)管(guan)(guan)，使管(guan)(guan)子的夹断电压和跨(kua)导尽可能保持一致(zhi)，使配(pei)对(dui)误(wu)差分别小于3%和5%。

尽可能(neng)选用(yong)音(yin)响专用(yong)管(guan)，这样更能(neng)适合音(yin)频放大(da)电路的要求。

在(zai)安装场效(xiao)应管(guan)(guan)时(shi)，位置(zhi)(zhi)要(yao)避(bi)免靠(kao)近(jin)发(fa)热元(yuan)件。为了(le)防(fang)止管(guan)(guan)子(zi)振动(dong)，要(yao)将管(guan)(guan)子(zi)紧固起(qi)来(lai)，管(guan)(guan)脚引线在(zai)弯(wan)曲时(shi)，应当大于根部距(ju)离5mm处(chu)进行弯(wan)曲，以防(fang)止弯(wan)曲时(shi)拆断管(guan)(guan)脚或引起(qi)漏气而损(sun)坏管(guan)(guan)子(zi)。管(guan)(guan)子(zi)要(yao)有良好的(de)散热条件，必须配(pei)置(zhi)(zhi)足够的(de)散热器，保证管(guan)(guan)子(zi)温(wen)度不超过额(e)定值，确保长期(qi)稳(wen)定可靠(kao)工作。

结论

通过对场效(xiao)(xiao)应(ying)管在(zai)高(gao)频电(dian)(dian)路中(zhong)应(ying)用的(de)分析，本文着重(zhong)介绍(shao)了场效(xiao)(xiao)应(ying)管的(de)突出性能及其在(zai)生活(huo)中(zhong)的(de)高(gao)频电(dian)(dian)路的(de)具(ju)体应(ying)用，发现场效(xiao)(xiao)应(ying)管的(de)潜力巨大，可(ke)应(ying)用面广。

三、下面介绍检测VMOS管的方法

1、判(pan)定栅极G将万用表(biao)(biao)拨至R×1k档分别测量三个管(guan)脚之间的电(dian)阻。若(ruo)发现某脚与(yu)其字两脚的电(dian)阻均呈(cheng)无(wu)穷(qiong)大(da)，并且(qie)交换(huan)表(biao)(biao)笔后仍为(wei)无(wu)穷(qiong)大(da)，则证明此脚为(wei)G极，因为(wei)它和(he)另外两个管(guan)脚是绝缘的。

2、判(pan)定(ding)源极(ji)(ji)(ji)(ji)S、漏(lou)极(ji)(ji)(ji)(ji)D由图(tu)1可见，在源-漏(lou)之间有一个PN结(jie)(jie)，因此根据PN结(jie)(jie)正、反向(xiang)电阻存在差异，可识别S极(ji)(ji)(ji)(ji)与D极(ji)(ji)(ji)(ji)。用交(jiao)换表(biao)笔(bi)法测两(liang)次电阻，其(qi)中电阻值较低（一般为几千(qian)(qian)欧至十(shi)几千(qian)(qian)欧）的一次为正向(xiang)电阻，此时黑表(biao)笔(bi)的是(shi)S极(ji)(ji)(ji)(ji)，红表(biao)笔(bi)接D极(ji)(ji)(ji)(ji)。

3、测(ce)量漏-源通态电阻(zu)RDS（on）将G-S极(ji)短路，选择万用表的(de)R×1档，黑(hei)表笔接(jie)S极(ji)，红表笔接(jie)D极(ji)，阻(zu)值应为几(ji)欧(ou)(ou)至(zhi)十几(ji)欧(ou)(ou)。由于测(ce)试条件不同，测(ce)出(chu)的(de)RDS（on）值比(bi)手(shou)册中给出(chu)的(de)典(dian)型(xing)值要高(gao)一(yi)些。例如(ru)用500型(xing)万用表R×1档实测(ce)一(yi)只(zhi)IRFPC50型(xing)VMOS管(guan)，RDS（on）=3.2W，大(da)于0.58W（典(dian)型(xing)值）。

4、检查(cha)跨导(dao)将万用表置(zhi)于(yu)R×1k（或R×100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触(chu)栅极，表针(zhen)应(ying)有明显偏(pian)转，偏(pian)转愈大，管子的跨导(dao)愈高。

注意事项：

VMOS管(guan)亦(yi)分N沟道管(guan)与(yu)P沟道管(guan)，但绝(jue)大多数产(chan)品属于(yu)N沟道管(guan)。对于(yu)P沟道管(guan)，测量时(shi)应交换表笔的位置。

有少数VMOS管在G-S之(zhi)间(jian)并有保护二极(ji)管，本检测(ce)方(fang)法中的1、2项(xiang)不(bu)再(zai)适(shi)用(yong)。

目前市场上还有一种VMOS管功率模(mo)(mo)块(kuai)，专供交流电(dian)机调速器、逆变(bian)器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模(mo)(mo)块(kuai)，内部有N沟(gou)道(dao)、P沟(gou)道(dao)管各三只(zhi)，构成(cheng)三相桥(qiao)式结构。

现在VNF系列（N沟(gou)道）产品，是超(chao)高频功率场(chang)效应管，其最高工作频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号低频跨导(dao)gm=2000μS。适用于(yu)高速开关电路和广播、通信设(she)备(bei)中。

使(shi)用VMOS管时必须加(jia)(jia)合(he)适的(de)散热(re)器(qi)后。以VNF306为例，该管子加(jia)(jia)装140×140×4（mm）的(de)散热(re)器(qi)后，最大(da)功率才能达到30W。

多管(guan)并联后，由(you)于极间电(dian)(dian)(dian)容和分布(bu)电(dian)(dian)(dian)容相应增加，使放大(da)器的高频特(te)性变坏，通过反馈容易(yi)引起放大(da)器的高频寄生振荡(dang)。为(wei)此，并联复合管(guan)管(guan)子一般不超过4个，而且在(zai)每管(guan)基极或栅极上(shang)串接防寄生振荡(dang)电(dian)(dian)(dian)阻。 

四、场效应管的使用注意事项

 为了安全(quan)使用(yong)场(chang)效应管，在线路的设计中不(bu)能超过管的耗散功(gong)率，最(zui)(zui)大(da)漏源(yuan)电(dian)压、最(zui)(zui)大(da)栅源(yuan)电(dian)压和最(zui)(zui)大(da)电(dian)流等参数的极限值。

各类型场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)在使用时，都要(yao)严格按(an)要(yao)求的偏(pian)置接人(ren)电路中(zhong)，要(yao)遵守场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)偏(pian)置的极性(xing)。如(ru)结型场(chang)效(xiao)(xiao)应(ying)管(guan)栅(zha)源漏之间是PN结，N沟道管(guan)栅(zha)极不(bu)能加(jia)正偏(pian)压(ya)；P沟道管(guan)栅(zha)极不(bu)能加(jia)负偏(pian)压(ya)，等等。

MOS场效(xiao)应管由于输人阻抗极高，所(suo)以在运输、贮藏中(zhong)必须将引出脚(jiao)短路，要用(yong)金属屏蔽包装(zhuang)，以防(fang)(fang)止外来(lai)感(gan)应电(dian)势将栅极击穿。尤其要注意，不能将MOS场效(xiao)应管放人塑料(liao)盒子内(nei)，保(bao)存时最好放在金属盒内(nei)，同时也(ye)要注意管的防(fang)(fang)潮。

为了防(fang)止(zhi)场效(xiao)应(ying)管(guan)栅(zha)极(ji)感应(ying)击穿，要求一切测试仪器(qi)、工作台、电(dian)(dian)(dian)烙铁(tie)、线路(lu)(lu)本(ben)身都必须有良好(hao)的(de)(de)接(jie)(jie)地(di)；管(guan)脚在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)时，先(xian)焊(han)源极(ji)；在(zai)(zai)连入电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)之前，管(guan)的(de)(de)全部引线端(duan)保(bao)持互(hu)相短接(jie)(jie)状态，焊(han)接(jie)(jie)完后(hou)才把短接(jie)(jie)材料去(qu)掉；从(cong)元器(qi)件(jian)架上(shang)取下管(guan)时，应(ying)以(yi)(yi)适当(dang)的(de)(de)方式(shi)确(que)保(bao)人体接(jie)(jie)地(di)如(ru)采用(yong)接(jie)(jie)地(di)环等；当(dang)然，如(ru)果能(neng)采用(yong)先(xian)进(jin)的(de)(de)气热型电(dian)(dian)(dian)烙铁(tie)，焊(han)接(jie)(jie)场效(xiao)应(ying)管(guan)是(shi)比较方便的(de)(de)，并且确(que)保(bao)安(an)全；在(zai)(zai)未关断电(dian)(dian)(dian)源时，绝(jue)对不可以(yi)(yi)把管(guan)插(cha)人电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)或从(cong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中拔出。以(yi)(yi)上(shang)安(an)全措施(shi)在(zai)(zai)使用(yong)场效(xiao)应(ying)管(guan)时必须注意(yi)。

在安装场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)时，注意安装的(de)(de)位置要(yao)(yao)尽量(liang)避免靠近发(fa)热(re)元件(jian)；为了防管(guan)(guan)(guan)件(jian)振动，有必要(yao)(yao)将管(guan)(guan)(guan)壳(qiao)体(ti)紧固起来；管(guan)(guan)(guan)脚引线(xian)在弯曲时，应(ying)当大于根部尺寸(cun)5毫米(mi)处进行，以防止弯断管(guan)(guan)(guan)脚和(he)引起漏气(qi)等。对于功率型(xing)场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)，要(yao)(yao)有良(liang)好的(de)(de)散热(re)条件(jian)。因为功率型(xing)场效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)(guan)在高负荷条件(jian)下运用，必须设计足够的(de)(de)散热(re)器，确保壳(qiao)体(ti)温度(du)不超过额定值，使器件(jian)长期(qi)稳定可靠地工作。

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