場(chǎng)效應(yīng)管

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

場(chǎng)效應(yīng)管分類(lèi)

場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類(lèi)。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）因有兩個(gè)PN結(jié)而得名，絕緣柵型場(chǎng)效應(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(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用最為普遍的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管，以及最近剛問(wèn)世的πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。

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

場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(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(lèi)。見(jiàn)下圖。

場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)

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

（1）場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過(guò)VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID（漏極電流）；

（2）場(chǎng)效應(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)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好；

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

（5）場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng)；

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

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理如圖4-24所示（以結(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)成耗盡層。

當(dāng)負(fù)負(fù)偏壓(-UG)的絕對(duì)值增大時(shí)，耗盡層增大，溝道減小，漏極電流ID減小。當(dāng)負(fù)偏壓（一UG）的絕對(duì)值減小時(shí)，耗盡層減小，溝道增大，漏極電流ID增大?？梢?jiàn)，漏極電流ID受柵極電壓的控制，所以場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件，即經(jīng)過(guò)輸入電壓的變化來(lái)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(chǎng)效應(yīng)管用于放大等電路時(shí)，其柵極也應(yīng)加偏置電壓。結(jié)型場(chǎng)效府管的柵極應(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(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)加正向柵壓。耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的柵壓可正、可負(fù)、可為“0”，見(jiàn)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(chǎng)效應(yīng)管的作用

1.場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(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(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。

3.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。

4.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。

5.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān)。

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

場(chǎng)效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng)

1)為了安全使用場(chǎng)效應(yīng)管，在線(xiàn)路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)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)的極限值。

2)各類(lèi)型場(chǎng)效應(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(chǎng)效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源漏之間是PN結(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(chǎng)效應(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(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場(chǎng)效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。

4)為了防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線(xiàn)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(xiàn)端保持互相短接狀態(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)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接場(chǎng)效應(yīng)管是比較方便的，并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對(duì)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(chǎng)效應(yīng)管時(shí)必須注意。

5)在安裝場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng)，有必要將管殼體緊固起來(lái);管腳引線(xiàn)在彎曲時(shí)，應(yīng)當(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(duì)于功率型場(chǎng)效應(yīng)管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨?chǎng)效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用，必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫度不超過(guò)額定值，使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。

總之，確保場(chǎng)效應(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(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，特別是廣大的電子愛(ài)好者，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管好壞與極性判別將萬(wàn)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(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)呈瞬時(shí)導(dǎo)通狀態(tài),即表針擺向阻值較小的位置,再用手觸及一下G,S極, 場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)無(wú)反應(yīng),即表針回零位置不動(dòng).此時(shí)應(yīng)可判斷出場(chǎng)效應(yīng)管為好管.

將萬(wàn)用表的量程選擇在RX1K檔,分別測(cè)量場(chǎng)效應(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(wú)窮大時(shí),并且再交換表筆后仍為無(wú)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(wàn)用表測(cè)量S極和D極之間的電阻值一次,交換表筆后再測(cè)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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