場效應(yīng)管工作原理

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1、場效應(yīng)管工作原理場效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor縮寫(FET))簡稱場效應(yīng)管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,具有輸入電阻高(108~109Ω)、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。一、場效應(yīng)管的分類  場效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)因有兩個PN

2、結(jié)而得名,絕緣柵型場效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應(yīng)管中,應(yīng)用最為廣泛的是MOS場效應(yīng)管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應(yīng)管,以及最近剛問世的πMOS場效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。  按溝道半導(dǎo)體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分,場效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強型。結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強型的。  場效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)晶體管。而MOS場

3、效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。見下圖。二、場效應(yīng)三極管的型號命名方法  現(xiàn)行有兩種命名方法。第一種命名方法與雙極型三極管相同,第三位字母J代表結(jié)型場效應(yīng)管,O代表絕緣柵場效應(yīng)管。第二位字母代表材料,D是P型硅,反型層是N溝道;C是N型硅P溝道。例如,3DJ6D是結(jié)型N溝道場效應(yīng)三極管,3DO6C是絕緣柵型N溝道場效應(yīng)三極管。  第二種命名方法是CS××#,CS代表場效應(yīng)管,××以數(shù)字代表型號的序號,#用字母代表同一型號中的不同規(guī)格。例如CS14A、CS45G等。三、場效應(yīng)管的參數(shù)場效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)

4、、交流參數(shù)和極限參數(shù),但一般使用時關(guān)注以下主要參數(shù):1、IDSS—飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。2、UP—夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。3、UT—開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時的柵極電壓。4、gM—跨導(dǎo)。是表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM是衡量場效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。5、BUDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。

5、這是一項極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。6、PDSM—最大耗散功率。也是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應(yīng)管實際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。7、IDSM—最大漏源電流。是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過IDSM幾種常用的場效應(yīng)三極管的主要參數(shù)四、場效應(yīng)管的作用1、場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場效應(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、場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于

6、多級放大器的輸入級作阻抗變換。3、場效應(yīng)管可以用作可變電阻。4、場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。5、場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。五、場效應(yīng)管的測試1、結(jié)型場效應(yīng)管的管腳識別:  場效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極,源極和漏極分別對應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極。將萬用表置于R×1k檔,用兩表筆分別測量每兩個管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個管腳間的正、反向電阻相等,均為數(shù)KΩ時,則這兩個管腳為漏極D和源極S(可互換),余下的一個管腳即為柵極G。對于有4個管腳的結(jié)型場效應(yīng)管,另外一極是屏蔽極(使用中接地)。2、判定柵極  用萬用表黑表筆碰觸管子的一個電極,紅

7、表筆分別碰觸另外兩個電極。若兩次測出的阻值都很小,說明均是正向電阻,該管屬于N溝道場效應(yīng)管,黑表筆接的也是柵極?! ≈圃旃に嚊Q定了場效應(yīng)管的源極和漏極是對稱的,可以互換使用,并不影響電路的正常工作,所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐?! ∽⒁獠荒苡么朔ㄅ卸ń^緣柵型場效應(yīng)管的柵極。因為這種管子的輸入電阻極高,柵源間的極間電容又很小,測量時只要有少量的電荷,就可在極間電容上形成很高的電壓,容易將管子損壞。3、估測場效應(yīng)管的放大能力  將萬用表撥到R×100檔,紅表筆接源極S,黑表筆接漏極D,相當(dāng)于給場效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓。這時

8、表針指示出的是D-S極間電阻值。然后用手指捏柵極G,將人體的感應(yīng)電壓作為輸入信號加到柵極上。由于管子的放大作用,UDS和ID都將發(fā)生變化,也相當(dāng)于D-S極間電阻發(fā)生

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