場效應(yīng)管實用知識及檢測

1、 場效應(yīng)晶體管簡稱場效應(yīng)管（場效應(yīng)晶體管簡稱場效應(yīng)管（FET）是一種具有）是一種具有PN結(jié)的半導(dǎo)體晶體管，屬于電結(jié)的半導(dǎo)體晶體管，屬于電壓控制型的半導(dǎo)體電子元器件。它與三級管有所不同，場效應(yīng)管載流子只有空穴或者壓控制型的半導(dǎo)體電子元器件。它與三級管有所不同，場效應(yīng)管載流子只有空穴或者只有電子，而三極管的載流子為空穴和電子，所以場效應(yīng)管又叫單極晶體管。場效應(yīng)只有電子，而三極管的載流子為空穴和電子，所以場效應(yīng)管又叫單極晶體管。場效應(yīng)管擁有很高的輸入阻抗，適合用作阻抗變換，所以多級放大器電路中常用場效應(yīng)管。管擁有很高的輸入阻抗，適合用作阻抗變換，所以多級放大器電路中常用場效應(yīng)管。場效應(yīng)管還可以用作電

2、子開關(guān)、可變電阻和信號放大等。場效應(yīng)管還可以用作電子開關(guān)、可變電阻和信號放大等。 場效應(yīng)管是一種被廣泛應(yīng)用于電路中的電子元器件。了解場效應(yīng)管的特點，對場效應(yīng)管是一種被廣泛應(yīng)用于電路中的電子元器件。了解場效應(yīng)管的特點，對于掌握和使用場效應(yīng)管來說是十分重要的。一般場效應(yīng)管的主要特點包括：于掌握和使用場效應(yīng)管來說是十分重要的。一般場效應(yīng)管的主要特點包括：（1）場效應(yīng)管的抗輻射能力強，場效應(yīng)管的防輻射能力比普通晶體管高十倍左）場效應(yīng)管的抗輻射能力強，場效應(yīng)管的防輻射能力比普通晶體管高十倍左右。右。（2）信號放大穩(wěn)定性好，信號失真小。）信號放大穩(wěn)定性好，信號失真小。（3）利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性較

3、好，并且擁有較大的動態(tài)范圍。）利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性較好，并且擁有較大的動態(tài)范圍。（4）場效應(yīng)管的輸入端電流極小，輸入阻抗高，容易驅(qū)動，輸入阻抗隨頻率的）場效應(yīng)管的輸入端電流極小，輸入阻抗高，容易驅(qū)動，輸入阻抗隨頻率的變化比較小。輸入結(jié)電容小變化比較小。輸入結(jié)電容小(反饋電容反饋電容)，輸出端負(fù)載的變化對輸入端影響小，驅(qū)動負(fù)，輸出端負(fù)載的變化對輸入端影響小，驅(qū)動負(fù)載能力強，電源利用率高。載能力強，電源利用率高。（5）不存在雜亂運動的電子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。）不存在雜亂運動的電子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。（6）普通晶體管在工作時，由于輸入端加的是正向偏壓，因此輸入電阻是

4、很低）普通晶體管在工作時，由于輸入端加的是正向偏壓，因此輸入電阻是很低的，場效應(yīng)管的輸入端工作時可以施加負(fù)偏壓即反向偏壓，也可以加正向偏壓，因此的，場效應(yīng)管的輸入端工作時可以施加負(fù)偏壓即反向偏壓，也可以加正向偏壓，因此增加了電路設(shè)計的變通性和多樣性。通常在加反向偏壓時，它的輸入電阻更高，場效增加了電路設(shè)計的變通性和多樣性。通常在加反向偏壓時，它的輸入電阻更高，場效應(yīng)管的這一特性彌補了普通晶體管及電子管在某些方面應(yīng)用的不足。應(yīng)管的這一特性彌補了普通晶體管及電子管在某些方面應(yīng)用的不足。 場效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型場效應(yīng)管場效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)、絕緣柵型場效應(yīng)管、絕緣柵型場效應(yīng)管

5、(MOS管管)兩大兩大類；如果按導(dǎo)電方式分，可分為耗盡型與增強型場效應(yīng)管。類；如果按導(dǎo)電方式分，可分為耗盡型與增強型場效應(yīng)管。分類標(biāo)準(zhǔn)類別結(jié)構(gòu)結(jié)型N溝道結(jié)型場效應(yīng)管P溝道結(jié)型場效應(yīng)管絕緣柵型N溝道絕緣柵P溝道絕緣柵導(dǎo)電方式耗盡型結(jié)型管都是耗盡型增強型絕緣柵型管有耗盡型也有增強型 場效應(yīng)管的工作方式有兩種：當(dāng)柵壓為零時，有較大漏極電流的稱為耗盡型。場效應(yīng)管的工作方式有兩種：當(dāng)柵壓為零時，有較大漏極電流的稱為耗盡型。當(dāng)柵壓為零、漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強當(dāng)柵壓為零、漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。型。 結(jié)型場效應(yīng)管也具有三個電極：柵

6、極、漏極、源極。在其電路符號中柵極的箭結(jié)型場效應(yīng)管也具有三個電極：柵極、漏極、源極。在其電路符號中柵極的箭頭方向可理解為兩個頭方向可理解為兩個PN結(jié)的正向?qū)щ姺较颉＝^緣柵型場效應(yīng)管結(jié)的正向?qū)щ姺较?。絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS管管) 是由金屬、是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成，所以又稱為金屬氧化物和半導(dǎo)體所組成，所以又稱為金屬氧化物氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場場效應(yīng)管。效應(yīng)管。 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖和電路圖形符號。在一塊溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖和電路圖形符號。在一塊N型半導(dǎo)體棒兩側(cè)各型半導(dǎo)體棒兩側(cè)各做一個做一個P型區(qū)，就形成了型區(qū)，就形成了PN結(jié)。把兩個結(jié)。把兩個P區(qū)

7、并聯(lián)在一起，引出一個電極，稱為柵區(qū)并聯(lián)在一起，引出一個電極，稱為柵極極g，在，在N型半導(dǎo)體棒的兩側(cè)引出一個電極，分別稱為源極型半導(dǎo)體棒的兩側(cè)引出一個電極，分別稱為源極s和漏極和漏極d。夾在。夾在PN結(jié)結(jié)中間的中間的N區(qū)是電流的通道，稱為溝道。這種結(jié)構(gòu)的管子稱為區(qū)是電流的通道，稱為溝道。這種結(jié)構(gòu)的管子稱為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。溝道結(jié)型場效應(yīng)管。耗盡層耗盡層N溝道溝道柵極柵極g柵極柵極g源極源極s漏極漏極dP+代表符號代表符號 P溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖和電路圖形符號。在一塊溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖和電路圖形符號。在一塊P型半導(dǎo)體棒兩側(cè)各做型半導(dǎo)體棒兩側(cè)各做一個一個N型區(qū)，就形成了型區(qū)，就形成了PN

8、結(jié)。把兩個結(jié)。把兩個N區(qū)并聯(lián)在一起，引出一個電極，稱為柵極區(qū)并聯(lián)在一起，引出一個電極，稱為柵極g，在在N型半導(dǎo)體棒的兩側(cè)引出一個電極，分別稱為源極型半導(dǎo)體棒的兩側(cè)引出一個電極，分別稱為源極s和漏極和漏極d。夾在。夾在PN結(jié)中間的結(jié)中間的P區(qū)是電流的通道，稱為溝道。這種結(jié)構(gòu)的管子稱為區(qū)是電流的通道，稱為溝道。這種結(jié)構(gòu)的管子稱為P溝道結(jié)型場效應(yīng)管。溝道結(jié)型場效應(yīng)管。耗盡層耗盡層P溝道溝道柵極柵極g柵極柵極g源極源極s漏極漏極dN+代表符號代表符號 增強型和耗盡型增強型和耗盡型N溝道絕緣柵型場效應(yīng)管以一塊摻雜濃度較低、電阻率較高的溝道絕緣柵型場效應(yīng)管以一塊摻雜濃度較低、電阻率較高的P型硅片做襯底，其

9、上有兩個相距很近的高摻雜濃度的型硅片做襯底，其上有兩個相距很近的高摻雜濃度的N區(qū)，并在其中引出兩個電極，區(qū)，并在其中引出兩個電極，分別稱為源極分別稱為源極s和漏極和漏極d。P型硅片的表面生成一層很薄的二氧化硅絕緣層，在源極型硅片的表面生成一層很薄的二氧化硅絕緣層，在源極和漏極之間的絕緣層上制作一個金屬電極，稱為柵極和漏極之間的絕緣層上制作一個金屬電極，稱為柵極g。 柵極和其他電極是絕緣的，故稱為絕緣柵型場效應(yīng)管。柵極和其他電極是絕緣的，故稱為絕緣柵型場效應(yīng)管。P襯底基片襯底基片NNsgd增強型增強型b耗盡型耗盡型P襯底基片襯底基片NNsgd導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道b增強型增強型N溝道管溝道管增強型增強

10、型P溝道管溝道管耗散型耗散型N溝道管溝道管耗散型耗散型P溝道管溝道管 半導(dǎo)體的場效應(yīng)，是在半導(dǎo)體表面的垂直方向上加電場時，電子和空穴在表面半導(dǎo)體的場效應(yīng)，是在半導(dǎo)體表面的垂直方向上加電場時，電子和空穴在表面電場作用下發(fā)生運動，半導(dǎo)體表面載流子重新分布，因而半導(dǎo)體表面的導(dǎo)電能力受電場作用下發(fā)生運動，半導(dǎo)體表面載流子重新分布，因而半導(dǎo)體表面的導(dǎo)電能力受到電場的作用而改變，即改變?yōu)榧与妷旱拇笮『头较?，可以控制半?dǎo)體表面層中多到電場的作用而改變，即改變?yōu)榧与妷旱拇笮『头较?，可以控制半?dǎo)體表面層中多數(shù)載流子的濃度和類型，或控制數(shù)載流子的濃度和類型，或控制PN結(jié)空間電荷區(qū)的寬度，這種現(xiàn)象稱半導(dǎo)體的場效結(jié)空

11、間電荷區(qū)的寬度，這種現(xiàn)象稱半導(dǎo)體的場效應(yīng)。應(yīng)。 假設(shè)某結(jié)型場效應(yīng)管，在某電壓下正常工作，當(dāng)柵極假設(shè)某結(jié)型場效應(yīng)管，在某電壓下正常工作，當(dāng)柵極g接上負(fù)偏壓時，在接上負(fù)偏壓時，在g極附極附近形成耗盡層。負(fù)偏壓越大，耗盡層就會越大，電流流過的溝道就會越小，而漏極近形成耗盡層。負(fù)偏壓越大，耗盡層就會越大，電流流過的溝道就會越小，而漏極的電流也會隨著溝道的減小而變小。當(dāng)負(fù)偏壓減小時，耗盡層就會隨著減小，溝道的電流也會隨著溝道的減小而變小。當(dāng)負(fù)偏壓減小時，耗盡層就會隨著減小，溝道就會變寬，而漏極電流就會隨著增大。漏極電流受柵極電壓的控制，因此場效應(yīng)管就會變寬，而漏極電流就會隨著增大。漏極電流受柵極電壓的控

12、制，因此場效應(yīng)管達到了控制電壓的作用。達到了控制電壓的作用。 某些場效應(yīng)管的命名通常遵循兩種方法：某些場效應(yīng)管的命名通常遵循兩種方法： 第一種命名方法與三極管相同，第二位字母代表制造的材料，第一種命名方法與三極管相同，第二位字母代表制造的材料，D是是P型硅，型硅，反型層是反型層是N溝道。溝道。C是是N型硅型硅P溝道。第三位字母溝道。第三位字母J代表結(jié)型場效應(yīng)管，代表結(jié)型場效應(yīng)管，O代表絕代表絕緣柵型場效應(yīng)管。緣柵型場效應(yīng)管。 第二種命名方法是第二種命名方法是“CS#”形式，其中形式，其中CS代表場效應(yīng)管，代表場效應(yīng)管，“”以以數(shù)字代表型號的序號，數(shù)字代表型號的序號，“#”用字母代表同一型號中的

13、不同規(guī)格。用字母代表同一型號中的不同規(guī)格。 如果場效應(yīng)管沒有明確標(biāo)示出型號信息或者并非采用上述命名規(guī)則，則需如果場效應(yīng)管沒有明確標(biāo)示出型號信息或者并非采用上述命名規(guī)則，則需要對照產(chǎn)品說明書或者通過檢測等方法，得到場效應(yīng)管的相關(guān)信息。要對照產(chǎn)品說明書或者通過檢測等方法，得到場效應(yīng)管的相關(guān)信息。1、夾斷電壓、夾斷電壓夾斷電壓是指在結(jié)型場效應(yīng)管或耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管中，當(dāng)柵源間反向偏壓夾斷電壓是指在結(jié)型場效應(yīng)管或耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管中，當(dāng)柵源間反向偏壓UGS足夠大時，會使耗盡層擴展，溝道堵塞，此時的柵源電壓為夾斷電壓足夠大時，會使耗盡層擴展，溝道堵塞，此時的柵源電壓為夾斷電壓Up。2、開啟電壓、

14、開啟電壓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。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。 在增強型絕在增強型絕緣柵場效應(yīng)管中，當(dāng)緣柵場效應(yīng)管中，當(dāng)UDS為某一固定數(shù)值時，使溝道可以將漏、源極導(dǎo)通的最小為某一固定數(shù)值時，使溝道可以將漏、源極導(dǎo)通的最小UGS。3、直流輸入電阻、直流輸入電阻直流輸入電阻直流輸入電阻RGS是指在柵源間所加的電壓是指在柵源間所加的電壓UGS與柵極電流的比值。結(jié)型場效應(yīng)管與柵極電流的比值。結(jié)型場效應(yīng)管RGS可達到幾千兆歐姆的阻值，而絕緣場效應(yīng)管的直流輸入電阻可達到幾千兆歐姆的阻值，而絕緣場效應(yīng)管的直流輸入電阻RGS可超過幾千萬兆

15、歐姆的阻可超過幾千萬兆歐姆的阻值。值。4、飽和漏電流、飽和漏電流飽和漏電流是指在耗盡型場效應(yīng)管中，當(dāng)柵源間電壓飽和漏電流是指在耗盡型場效應(yīng)管中，當(dāng)柵源間電壓UGS為為0，漏源電壓，漏源電壓UDS足夠大，足夠大，漏極電流的飽和值稱為飽和漏電流。漏極電流的飽和值稱為飽和漏電流。 5、漏源擊穿電壓、漏源擊穿電壓 漏源擊穿電壓是指柵源電壓一定時，場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓，這個電漏源擊穿電壓是指柵源電壓一定時，場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓，這個電壓就稱為漏源擊穿電壓。這是一項極限參數(shù)。壓就稱為漏源擊穿電壓。這是一項極限參數(shù)。 6、柵源擊穿電壓、柵源擊穿電壓 柵源擊穿電壓是指在結(jié)型

16、場效應(yīng)管中，反向飽和電流急劇增加時的柵源電壓，稱為柵源擊穿柵源擊穿電壓是指在結(jié)型場效應(yīng)管中，反向飽和電流急劇增加時的柵源電壓，稱為柵源擊穿電壓電壓UGSS。 7、跨導(dǎo)、跨導(dǎo) 跨導(dǎo)是指漏源電壓一定時，漏電流跨導(dǎo)是指漏源電壓一定時，漏電流ID的微小變化量與引起這一變化的柵源電壓的比值。它是的微小變化量與引起這一變化的柵源電壓的比值。它是衡量場效應(yīng)管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個參數(shù)，也是衡量場效應(yīng)管放大能力的一個參數(shù)。衡量場效應(yīng)管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個參數(shù)，也是衡量場效應(yīng)管放大能力的一個參數(shù)。 8、最大漏源電流、最大漏源電流 最大漏源電流是指場效應(yīng)管正常工作時，漏源間所允許通過的最大電

17、流，因此這也是一個最大漏源電流是指場效應(yīng)管正常工作時，漏源間所允許通過的最大電流，因此這也是一個極限參數(shù)，如果漏源間電流過大，場效應(yīng)管會燒毀。極限參數(shù)，如果漏源間電流過大，場效應(yīng)管會燒毀。 9、最大耗散功率、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)小于效應(yīng)管實際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。并留有一定余量。最大耗散功率是指場效應(yīng)管在性能不衰減時所允許的最大漏源耗散功率，它是一個極限參數(shù)。其最大耗散功率是指場效應(yīng)管在性能不衰減時所允許的最大漏源耗散

18、功率，它是一個極限參數(shù)。其UDS為為600V，IG為為6A，PDS為為100W。1、場效應(yīng)管固定式偏置電路、場效應(yīng)管固定式偏置電路C1C2R2R1VT1-V+V2、分壓式自偏壓電路、分壓式自偏壓電路U0RR1R2UiC1RsCsRgRdC2VT+Udd1、用二極管擋判斷大功率場效應(yīng)管的好壞、用二極管擋判斷大功率場效應(yīng)管的好壞 使用數(shù)字萬用表二極管擋，萬用表的紅、黑表筆分別接場效應(yīng)管任意兩個引腳，使用數(shù)字萬用表二極管擋，萬用表的紅、黑表筆分別接場效應(yīng)管任意兩個引腳，并進行正反向的測量和記錄數(shù)據(jù)。并進行正反向的測量和記錄數(shù)據(jù)。 當(dāng)測量結(jié)果中萬用表讀數(shù)只有一次出現(xiàn)當(dāng)測量結(jié)果中萬用表讀數(shù)只有一次出現(xiàn)5

19、00左右的數(shù)字，其他均為無窮大時，說明左右的數(shù)字，其他均為無窮大時，說明場效應(yīng)管基本正常。如果出現(xiàn)兩次或者兩次以上，萬用數(shù)字表測得數(shù)據(jù)較小的情況，場效應(yīng)管基本正常。如果出現(xiàn)兩次或者兩次以上，萬用數(shù)字表測得數(shù)據(jù)較小的情況，說明場效應(yīng)管已經(jīng)被擊穿。說明場效應(yīng)管已經(jīng)被擊穿。2、用歐姆擋判別結(jié)型場效應(yīng)管的引腳極性、用歐姆擋判別結(jié)型場效應(yīng)管的引腳極性 根據(jù)場效應(yīng)管的根據(jù)場效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的特性，可以判別出結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)正、反向電阻值不一樣的特性，可以判別出結(jié)型場效應(yīng)管的三個電極。三個電極。 將萬用表撥至將萬用表撥至R1k擋上，任選兩個引腳，分別測出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個擋上，任選

20、兩個引腳，分別測出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個引腳的正、反向電阻值相近或相等，且為幾千歐姆時，則這兩個引腳分別是場效應(yīng)管的引腳的正、反向電阻值相近或相等，且為幾千歐姆時，則這兩個引腳分別是場效應(yīng)管的漏極漏極d和源極和源極s。因為對結(jié)型場效應(yīng)管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極。因為對結(jié)型場效應(yīng)管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極g。 也可以將萬用表的黑表筆任意接觸一個引腳，另一只表筆依次去接觸其余的兩個引也可以將萬用表的黑表筆任意接觸一個引腳，另一只表筆依次去接觸其余的兩個引腳，測其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測得的電阻值相近或相等時，則黑表筆所接觸的引腳為柵腳，測其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測得的電阻值相近或相等時，則黑表筆所接觸的引腳為柵極，其余兩引腳分別為漏極和源極。極，其余兩引腳分別為漏極和源極。若兩次測出的電阻值都很大，說明是若兩次測出的電阻值都很大，說明是PN結(jié)的反向，是反向電阻，可以判定是結(jié)的反向，是反向電阻，可以判定是P溝道溝道場效應(yīng)管，且黑表筆接的是場效應(yīng)管的柵極。場效應(yīng)管，且黑表筆接的是場效應(yīng)管的柵極。 若兩次測出的電阻值都很小，說明是若兩次測出的電阻值都很小，說明是PN結(jié)的正向，是正向電阻，可以判定為結(jié)的正向，是正向電阻，可以判定為N溝溝道場效應(yīng)管，黑表筆接的是場效應(yīng)管的