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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流场效应管测量.精品文档.红表笔接 3。黑表笔接2，结果阻值是500左右 这是对的。是正常的。红黑表笔对调测量阻抗会很大。因为大部分场效应管的2脚和3脚并联了 一个二极管。所以大部分的场效应管的2脚和3脚都有二极管特性。你后来说怎么测阻抗都是1了 ，可能是因为你不小心触发了这个场效应管，管子导通了。所以阻抗是1.。模拟表的黑表笔接1脚，红表笔接3脚就可以触发场效应管。使其导通。也就是2脚和3脚的阻抗会变的很小。一般的场效应管1脚是G极，2脚是D极，3脚是S极。常见的场效应管用数字表测量时红表笔接3脚，黑表笔接2脚，导通。 红黑表笔对调测量为不导
2、通。1脚和2和3脚无论怎么测量都不导通。那么这个管子9.9成是好的。 第一脚(G)控制端:与第二脚或是第三脚(D或S)测量时都是不导通的,(万用表的测二极管的档位);在M极档位时有值,很大; 红接2脚(D),黑接3脚(S)不导通,(万用表的测二极管的档位); 红接3脚(S),黑接2脚(D)有几百欧,(万用表的测二极管的档位);一,经我测试,发现有的管子在DS极间并有反向二极管,如果在测试中发现有两只脚间有二极管特性,那剩下的一只脚就是G极了;DS极就不用说了吧? 二,一般与散热片相连的是D极; 三,面向管子正面,管脚向下,从左至右,一般排序依次为:GDSN沟道: 1.红表笔接第一个脚.黑表笔分
3、别接其它两个脚.此时万用表上没有读数.也就是说没有反应.那么红表笔接的是G极.2.红表笔接第2个脚黑表笔接第3个脚,有读数.也就是说是通的.红表笔不动.黑表笔接到G极(已经测出来了).然后黑表笔再接第三个脚.发现不通了.(这说明管子9.9成是好的).(第2个脚和第三个脚是通的是因为第一个步骤已经给它充电了.后来不通是因为红表笔接第2个脚黑表笔接第一个脚的时候已经给它放电了).3.红表笔接第3个脚.黑表笔接第2个脚.有读数.那么此时红表笔接的是S极.黑表笔接的是D极. 用二极管档,一般只要没击穿就是好的,不同型号的场效应管内部结构不一样,去ALLDATE上查资料就性了,至于什么沟道就不重要了,重
4、要的是耐压和额定电流, （1）用测电阻法判别结型场效应管的电极 根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法：将万用表拨在R1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是结的反向
5、，即都是反向电阻，可以判定是沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向结，即是正向电阻，判定为沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。 （2）用测电阻法判别场效应管的好坏 测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极1与栅极2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏。具体方法：首先将万用表置于或100档，测量源极与漏极之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知，各种不同型号的管，其电阻值是各不相同的），如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接
6、触不良；如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。然后把万用表置于档，再测栅极1与2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的；若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测。 （3）用感应信号输人法估测场效应管的放大能力 具体方法：用万用表电阻的R100档，红表笔接源极，黑表笔接漏极，给场效应管加上1.5的电源电压，此时表针指示出的漏源极间的电阻值。然后用手捏住结型场效应管的栅极，将人体的感应电压信号加到栅极上。这样，由于管的放大作用，漏源电压VDS和漏极电流I都要发生变化，也就是漏源极间电阻发生了
7、变化，由此可以观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的放大能力较差；表针摆动较大，表明管的放大能力大；若表针不动，说明管是坏的。 根据上述方法，我们用万用表的R100档，测结型场效应管3DJ2F。先将管的极开路，测得漏源电阻RDS为600，用手捏住极后，表针向左摆动，指示的电阻RDS为12k，表针摆动的幅度较大，说明该管是好的，并有较大的放大能力。 运用这种方法时要说明几点：首先，在测试场效应管用手捏住栅极时，万用表针可能向右摆动（电阻值减小），也可能向左摆动（电阻值增加）。这是由于人体感应的交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同（或者工作在饱和区或
8、者在不饱和区）所致，试验表明，多数管的RDS增大，即表针向左摆动；少数管的RDS减小，使表针向右摆动。但无论表针摆动方向如何，只要表针摆动幅度较大，就说明管有较大的放大能力。第二，此方法对MOS场效应管也适用。但要注意，MOS场效应管的输人电阻高，栅极允许的感应电压不应过高，所以不要直接用手去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿。第三，每次测量完毕，应当G-S极间短路一下。这是因为G-S结电容上会充有少量电荷，建立起G电压，造成再进行测量时表针可能不动，只有将G-S极间电荷短路放掉才行。 （4）用测电阻法判别无标志的场效应管 首先用
9、测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚，也就是源极和漏极，余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。把先用两表笔测的源极与漏极之间的电阻值记下来，对调表笔再测量一次，把其测得电阻值记下来，两次测得阻值较大的一次，黑表笔所接的电极为漏极；红表笔所接的为源极。用这种方法判别出来的、极，还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证，即放大能力大的黑表笔所接的是极；红表笔所接地是极，两种方法检测结果均应一样。当确定了漏极、源极的位置后，按、的对应位置装人电路，一般G1、G2也会依次对准位置，这就确定了两个栅极G1、G2的位置，从而就确定了、S、G1、G2管脚的顺序。 （5）用测反向电阻值的变化判断跨导的大小
10、对 沟道增强型场效应管测量跨导性能时，可用红表笔接源极、黑表笔接漏极，这就相当于在源、漏极之间加了一个反向电压。此时栅极是开路的，管的反向电阻值是很不稳定的。将万用表的欧姆档选在R10k的高阻档，此时表内电压较高。当用手接触栅极时，会发现管的反向电阻值有明显地变化，其变化越大，说明管的跨导值越高；如果被测管的跨导很小，用此法测时，反向阻值变化不大。场效应管工作原理场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET)简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反
11、,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高(108109)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管,以及最近刚问世的MOS场效应管、VMOS功率模块等。按沟道半导体
12、材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。二、场效应三极管的型号命名方法现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同,第三位字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料,D是P型硅,反型层是N沟道;C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管,3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。第二种命名
13、方法是CS#,CS代表场效应管,以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。 三、场效应管的参数场效应管的参数很多,包括直流参数、交流参数和极限参数,但一般使用时关注以下主要参数BR1、I DSS 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压U GS=0时的漏源电流。2、UP 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。3、UT 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。4、gM 跨导。是表示栅源电压U GS 对漏极电流I D的控制能力,即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。g
14、M 是衡量场效应管放大能力的重要参数。5、BUDS 漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。6、PDSM 最大耗散功率。也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。7、IDSM 最大漏源电流。是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM 几种常用的场效应三极管的主要参数 四、场效应管的作用1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可
15、以容量较小,不必使用电解电容器。2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。3、场效应管可以用作可变电阻。4、场效应管可以方便地用作恒流源。5、场效应管可以用作电子开关。 五、场效应管的测试1、结型场效应管的管脚识别/STRONG场效应管的栅极相当于晶体管的基极,源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R1k档,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数K时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管,另外一极是屏蔽极(使用中接地)。2、判定栅极用
16、万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高,栅源间的极间电容又很小,测量时只要有少量的电荷,就可在极间电容上形成很高的电压,容易将管子损坏。3、估测场效应管的放大能力将万用表拨到R100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。
17、然后用手指捏栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用,UDS和ID都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小,说明管子的放大能力较弱;若表针不动,说明管子已经损坏。由于人体感应的50Hz交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同,因此用手捏栅极时表针可能向右摆动,也可能向左摆动。少数的管子RDS减小,使表针向右摆动,多数管子的RDS增大,表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何,只要能有明显地摆动,就说明管子具有放大能力。本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管,必须用手握住螺钉旋具绝缘
18、柄,用金属杆去碰栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极上,将管子损坏。MOS管每次测量完毕,G-S结电容上会充有少量电荷,建立起电压UGS,再接着测时表针可能不动,此时将G-S极间短路一下即可。 目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。六、常用场效用管1、MOS场效应管 即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015)。它也分N沟道管和P沟道管,符号
19、如图1所示。通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。耗尽型则是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而“耗尽”了载流子,使管子转向截止。以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。图1(a)符号中的前头方向是从外向电,表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。当漏接电源正极,源极
20、接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。 国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均为单栅管),4DO1(双栅管)。它们的管脚排列(底视图)见图2。MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小,极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。因此了厂时各管脚
21、都绞合在一起,或装在金属箔内,使G极与S极呈等电位,防止积累静电荷。管子不用时,全部引线也应短接。在测量时应格外小心,并采取相应的防静电感措施。MOS场效应管的检测方法(1)准备工作测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。再把管脚分开,然后拆掉导线。(2)判定电极将万用表拨于R100档,首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大,证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S
22、极。(3)检查放大能力(跨导)将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。MOS场效应晶体管使用注意事项。MOS场效应晶体管在使用时应注意分类,不能随意互换。MOS场效应晶体管由于输入阻抗高(包括MOS集成电路)极易被静电击穿,使用时应注意以下规则BR(1). MOS器件出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中,切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用细铜线把各个引脚连接在一起
23、,或用锡纸包装(2).取出的MOS器件不能在塑料板上滑动,应用金属盘来盛放待用器件。(3). 焊接用的电烙铁必须良好接地。(4). 在焊接前应把电路板的电源线与地线短接,再MOS器件焊接完成后在分开。(5). MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。(6).电路板在装机之前,要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子,再把电路板接上去。(7). MOS场效应晶体管的栅极在允许条件下,最好接入保护二极管。在检修电路时应注意查证原有的保护二极管是否损坏。 2、VMOS场效应管VMOS场效应管(VMOSFET)简称VMOS管或功率场效应管,其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MO
24、SFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(108W)、驱动电流小(左右0.1A左右),还具有耐压高(最高可耐压1200V)、工作电流大(1.5A100A)、输出功率高(1250W)、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身,因此在电压放大器(电压放大倍数可达数千倍)、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。众所周知,传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上,其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同,从左下图上可以看出其两大结构特点:第一,金属栅极采用V型槽结构;第二,具有垂
25、直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流动,而是自重掺杂N+区(源极S)出发,经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区,最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示,因为流通截面积增大,所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层,因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。 国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等,典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六种VMOS管的主要参数。其中,IRFPC50的外型如右上图所示。VMOS场效应管的检测方法(1)判定栅极G将万用表拨至R1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与
26、其字两脚的电阻均呈无穷大,并且交换表笔后仍为无穷大,则证明此脚为G极,因为它和另外两个管脚是绝缘的。(2)判定源极S、漏极D 由图1可见,在源-漏之间有一个PN结,因此根据PN结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极。(3)测量漏-源通态电阻RDS(on) 将G-S极短路,选择万用表的R1档,黑表笔接S极,红表笔接D极,阻值应为几欧至十几欧。由于测试条件不同,测出的RDS(on)值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R1档实测一只IRFPC50型VMOS管,RDS(
27、on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。(4)检查跨导 将万用表置于R1k(或R100)档,红表笔接S极,黑表笔接D极,手持螺丝刀去碰触栅极,表针应有明显偏转,偏转愈大,管子的跨导愈高。注意事项BR(1)VMOS管亦分N沟道管与P沟道管,但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管,测量时应交换表笔的位置。(2)有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管,本检测方法中的1、2项不再适用。(3)目前市场上还有一种VMOS管功率模块,专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产的IRFT001型模块,内部有N沟道、P沟道管各三只,构成三相桥式结构。(4)现在市售VNF系列(N沟道)产品,是
28、美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管,其最高工作频率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信号低频跨导gm=2000S。适用于高速开关电路和广播、通信设备中。(5)使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例,该管子加装1401404(mm)的散热器后,最大功率才能达到30W七、场效应管与晶体管的比较(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子
29、,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。1.什么叫场效应管？Fffect Transistor的缩写,即为场效应晶体管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。FET应用范围很广,但不能说现在普及的双极型晶体管都可以用FET替代。然
30、而,由于FET的特性与双极型晶体管的特性完全不同,能构成技术性能非常好的电路。2. 场效应管的特征/FONT(a) JFET的概念图(b) JFET的符号图1 JFET的概念图、符号图1(b)门极的箭头指向为p指向 n方向,分别表示内向为n沟道JFET,外向为p沟道JFET。 图1(a)表示n沟道JFET的特性例。以此图为基础看看JFET的电气特性的特点。 首先,门极-源极间电压以0V时考虑(VGS =0)。在此状态下漏极-源极间电压VDS 从0V增加,漏电流ID几乎与VDS 成比例增加,将此区域称为非饱和区。VDS 达到某值以上漏电流ID 的变化变小,几乎达到一定值。此时的ID 称为饱和漏电
31、流(有时也称漏电流用IDSS 表示。与此IDSS 对应的VDS 称为夹断电压VP ,此区域称为饱和区。 其次在漏极-源极间加一定的电压VDS (例如0.8V),VGS 值从0开始向负方向增加,ID 的值从IDSS 开始慢慢地减少,对某VGS 值ID =0。将此时的VGS 称为门极-源极间遮断电压或者截止电压,用VGS (off)示。n沟道JFET的情况则VGS (off) 值带有负的符号,测量实际的JFET对应ID =0的VGS 因为很困难,在放大器使用的小信号JFET时,将达到ID =0.1-10A 的VGS 定义为VGS (off) 的情况多些。 关于JFET为什么表示这样的特性,用图作以
32、下简单的说明。 JFET的工作原理用一句话说,就是漏极-源极间流经沟道的ID ,用以门极与沟道间的pn结形成的反偏的门极电压控制ID 。更正确地说,ID 流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。 在VGS =0的非饱和区域,图10.4.1(a)表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流ID 流动。达到饱和区域如图10.4.2(a)所示,从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。 在过渡层由于
33、没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。 如图10.4.1(b)所示的那样,即便再增加VDS ,因漂移电场的强度几乎不变产生ID 的饱和现象。 其次,如图10.4.2(c)所示,VGS 向负的方向变化,让VGS =VGS (off) ,此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS 的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。3.场效应管的分类和结构/FONT FET根据门极结构分为如下两大类。其结构如
34、图3所示BR 面结型FET(简化为JFET) 门极绝缘型FET(简化为MOS FET)图3. FET的结构各种结构的FET均有门极、源极、漏极3个端子,将这些与双极性晶体管的各端子对应如表1所示。FET双极性晶体管漏极集电极门极基极源极发射极JFET是由漏极与源极间形成电流通道(channel)的p型或n型半导体,与门极形成pn结的结构。另外,门极绝缘型FET是通道部分(Semicoductor)上形成薄的氧化膜(Oxide),并且在其上形成门极用金属薄膜(Metal)的结构。从制造门极结构材质按其字头顺序称为MOS FET。根据JFET、MOS FET的通道部分的半导体是p型或是n型分别有p
35、沟道元件,n沟道元件两种类型。图3均为n沟道型结构图。4.场效应管的传输特性和输出特性图4 JFET的特性例(n沟道)从图4所示的n沟道JFET的特性例来看,让VGS 有很小的变化就可控制ID 很大变化的情况是可以理解的。采用JFET设计放大器电路中,VGS 与ID 的关系即传输特性是最重要的,其次将就传输特性以怎样方式表示加以说明。 图5 传输特性这个传输特性包括JFET本身的结构参数,例如沟道部分的杂质浓度和载体移动性,以致形状、尺寸等,作为很麻烦的解析结果可导出如下公式(公式的推导略去)10.4.1作为放大器的通常用法是VGS 、VGS (off) 0(p沟道)。式(10.4.1)用起来
36、比较困难,多用近似的公式表示如下将此式就VGS 改写则得下式 上(10.4.2) 下(10.4.3) 若说式(10.4.2)是作为JFET的解析结果推导出来的,不如说与实际的JFET的特性或者式(10.4.1)很一致的作为实验公式来考虑好些。图5表示式(10.4.1)、式(10.4.2)及实际的JFET的正规化传输特性,即以ID /IDSS为纵坐标,VGS /VGS (off) 为横坐标的传输特性。n沟道的JFET在VGS 0的范围使用时,因VGS(off) 0,但在图5上考虑与实际的传输特性比较方便起见,将原点向左方向作为正方向。但在设计半导体电路时,需要使用方便且尽可能简单的近似式或实验式。传输特性相当于双极性晶体管的VBE -IE特性,但VBE -IE 特性是与高频用、低频用、功率放大用等用途及品种无关几乎是同一的。与此相反,JFET时,例如即使同一品种IDSS、VGS(off)的数值有很大差异,传输特性按各产品也不同。