場效應(yīng)(yīng)管

場效應(yīng)(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應(yīng)(yīng)管。主要有兩種類型（junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)(dǎo)體場效應(yīng)(yīng)管（metal-oxide semiconductor FET，簡稱MOS-FET）。由多數(shù)(shù)載流子參與導(dǎo)(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)(dǎo)體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動態(tài)(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)(xiàn)象、安全工作區(qū)(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。場效應(yīng)(yīng)管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應(yīng)(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)(dǎo)體器件，并以此命名。由于它僅靠半導(dǎo)(dǎo)體中的多數(shù)(shù)載流子導(dǎo)(dǎo)電，又稱單極型晶體管。

場效應(yīng)(yīng)管分類

場效應(yīng)(yīng)管分結(jié)(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)(jié)型場效應(yīng)(yīng)管（JFET）因有兩個(gè)PN結(jié)(jié)而得名，絕緣柵型場效應(yīng)(yīng)管（JGFET）則因柵極與其它電極完整絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應(yīng)(yīng)管中，應(yīng)(yīng)用最為普遍的是MOS場效應(yīng)(yīng)管，簡稱MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)(dǎo)體場效應(yīng)(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應(yīng)(yīng)管，以及最近剛問世的πMOS場效應(yīng)(yīng)管、VMOS功率模塊等。

按溝道半導(dǎo)(dǎo)體資料的不同，結(jié)(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)(dǎo)電方式來劃分，場效應(yīng)(yīng)管又可分紅耗盡型與加強(qiáng)型。結(jié)(jié)型場效應(yīng)(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場效應(yīng)(yīng)管既有耗盡型的，也有加強(qiáng)型的。

場效應(yīng)(yīng)晶體管可分為結(jié)(jié)場效應(yīng)(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)(yīng)晶體管。而MOS場效應(yīng)(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和加強(qiáng)型；P溝耗盡型和加強(qiáng)型四大類。見下圖。

場效應(yīng)(yīng)管的特點(diǎn)

與雙極型晶體管相比，場效應(yīng)(yīng)管具有如下特點(diǎn)。

（1）場效應(yīng)(yīng)管是電壓控制器件，它通過VGS(柵源電壓)來控制ID（漏極電流）；

（2）場效應(yīng)(yīng)管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻（107～1012Ω）很大。

（3）它是利用多數(shù)(shù)載流子導(dǎo)(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)(wěn)定性較好；

（4）它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù)(shù)；

（5）場效應(yīng)(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng)；

（6）由于它不存在雜亂運(yùn)動的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。

場效應(yīng)(yīng)管的工作原理如圖4-24所示（以結(jié)(jié)型N溝道管為例）。由于柵極G接有負(fù)偏壓（-UG），在G左近構(gòu)(gòu)成耗盡層。

當(dāng)(dāng)負(fù)負(fù)偏壓(-UG)的絕對值增大時(shí)，耗盡層增大，溝道減小，漏極電流ID減小。當(dāng)(dāng)負(fù)偏壓（一UG）的絕對值減小時(shí)，耗盡層減小，溝道增大，漏極電流ID增大?？梢姡O電流ID受柵極電壓的控制，所以場效應(yīng)(yīng)管是電壓控制型器件，即經(jīng)(jīng)過輸入電壓的變化來控制輸出電流的變化，從而到達(dá)放大等目的。

和雙極型晶體管一樣，場效應(yīng)(yīng)管用于放大等電路時(shí)，其柵極也應(yīng)(yīng)加偏置電壓。結(jié)(jié)型場效府管的柵極應(yīng)(yīng)加反向偏置電壓，即N溝道管加負(fù)柵壓，P溝道管加正柵爪。加強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)(yīng)管應(yīng)(yīng)加正向柵壓。耗盡型絕緣柵場效應(yīng)(yīng)管的柵壓可正、可負(fù)、可為“0”，見表4-2。加偏置的辦法有同定偏置法、自給偏置法、直接耦合法等。

場效應(yīng)(yīng)管的作用

1.場效應(yīng)(yīng)管可應(yīng)(yīng)用于放大。由于場效應(yīng)(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

2.場效應(yīng)(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

3.場效應(yīng)(yīng)管可以用作可變電阻。

4.場效應(yīng)(yīng)管可以方便地用作恒流源。

5.場效應(yīng)(yīng)管可以用作電子開關(guān)(guān)。

MOS管、場效應(yīng)(yīng)管。具有低內(nèi)(nèi)阻、高耐壓、快速開關(guān)(guān)、雪崩能量高等特點(diǎn)，設(shè)(shè)計(jì)電流跨度1A-200A電壓跨度30V-1200V，我們可以根據(jù)(jù)客戶的應(yīng)(yīng)用領(lǐng)(lǐng)域和應(yīng)(yīng)用方案的不同作出調(diào)(diào)整電性參數(shù)(shù)，提高客戶產(chǎn)(chǎn)品的可靠性，整體轉(zhuǎn)(zhuǎn)換效率和產(chǎn)(chǎn)品的價(jià)格競爭優(yōu)(yōu)勢。

場效應(yīng)(yīng)管的使用注意事項(xiàng)

1)為了安全使用場效應(yīng)(yīng)管，在線路的設(shè)(shè)計(jì)中不能超過管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)(shù)的極限值。

2)各類型場效應(yīng)(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中，要遵守場效應(yīng)(yīng)管偏置的極性。如結(jié)(jié)型場效應(yīng)(yīng)管柵源漏之間是PN結(jié)(jié)，N溝道管柵極不能加正偏壓;P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓，等等。

3)MOS場效應(yīng)(yīng)管由于輸人阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來感應(yīng)(yīng)電勢將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場效應(yīng)(yīng)管放人塑料盒子內(nèi)(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。

4)為了防止場效應(yīng)(yīng)管柵極感應(yīng)(yīng)擊穿，要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí)，先焊源極;在連入電路之前，管的全部引線端保持互相短接狀態(tài)(tài)，焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)(yīng)以適當(dāng)(dāng)?shù)姆絞醬_保人體接地如采用接地環(huán)(huán)等;當(dāng)(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接場效應(yīng)(yīng)管是比較方便的，并且確保安全;在未關(guān)(guān)斷電源時(shí)，絕對不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場效應(yīng)(yīng)管時(shí)必須注意。

5)在安裝場效應(yīng)(yīng)管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)(fā)熱元件;為了防管件振動，有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時(shí)，應(yīng)(yīng)當(dāng)(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行，以防止彎斷管腳和引起漏氣等。對于功率型場效應(yīng)(yīng)管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨魴?yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用，必須設(shè)(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫度不超過額定值，使器件長期穩(wěn)(wěn)定可靠地工作。

總之，確保場效應(yīng)(yīng)管安全使用，要注意的事項(xiàng)是多種多樣，采取的安全措施也是各種各樣，廣大的專業(yè)(yè)技術(shù)(shù)人員，特別是廣大的電子愛好者，都要根據(jù)(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好場效應(yīng)(yīng)管。場效應(yīng)(yīng)管好壞與極性判別將萬用表的量程選擇在RX1K檔,用黑表筆接D極,紅表筆接S極,用手同時(shí)觸及一下G,D極,場效應(yīng)(yīng)管應(yīng)(yīng)呈瞬時(shí)導(dǎo)(dǎo)通狀態(tài)(tài),即表針擺向阻值較小的位置,再用手觸及一下G,S極, 場效應(yīng)(yīng)管應(yīng)(yīng)無反應(yīng)(yīng),即表針回零位置不動.此時(shí)應(yīng)(yīng)可判斷出場效應(yīng)(yīng)管為好管.

將萬用表的量程選擇在RX1K檔,分別測量場效應(yīng)(yīng)管三個(gè)管腳之間的電阻阻值,若某腳與其他兩腳之間的電阻值均為無窮大時(shí),并且再交換表筆后仍為無窮大時(shí),則此腳為G極,其它兩腳為S極和D極.然后再用萬用表測量S極和D極之間的電阻值一次,交換表筆后再測量一次,其中阻值較小的一次,黑表筆接的是S極,紅表筆接的是D極.

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