场效应管的作用、规格及分类
1.什么叫场效应管？
FET是Field-Effect-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. 场效应管的工作原理：
(a) JFET的概念图
(b) JFET的符号
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
=0.1-10μA 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，用图作以下简单的说明。
场效应管工作原理用一句话说，就是"漏极-源极间流经沟道的I
，用以门
D
"。更正确地说，ID 流经通路极与沟道间的pn结形成的反偏的门极电压控制I
D
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，即从漏极流动。达到饱和区域如图10.4.2(a)所示，从门极向漏极扩展向源极有电流I
D
的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，I
饱和。将这种状态称为夹断。这意味着
D
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I
的饱和现象。其次，如图10.4.2(c)
D
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:
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πMOS场效应管、VMOS功率模块等。按沟道半导体材料的不同，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。
4、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。
5、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：
1.IDSS —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。gM 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
6、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。
7、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1015Ω）。它也分N沟道管和P沟道管，符号如图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R×100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：
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，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MOSFET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0.1μA左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、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。
VMOS场效应管的检测方法
（1）．判定栅极G 将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与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R×1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R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。（4）．检查跨导将万用表置于R×1k（或R×100）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：
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=2000μS。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
140×140×4（mm）的散热器后，最大功率才能达到30W
8、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，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。
常用场效应管（25N120等）参数及代换
FGA25N120AND （IGBT） 1200V/25A//TO3P （电磁炉用）
FQA27N25 （MOSFET） 250V/27A/TO3P IRFP254
FQA40N25 （MOSFET） 250V/40A/280W/0.051Ω/TO3P IRFP264
FQA55N25 （MOSFET） 250V/55A/310W/0.03Ω/TO3P
FQA18N50V2 （MOSFET） 500V/20A/277W/0.225Ω IRFP460A
FQA24N50 （MOSFET） 500V/24A/290W/0.2Ω/TO3P
FQA28N50 （MOSFET） 500V/28.4A/310W/0.126Ω/TO3P MTY30N50E
FQL40N50 （MOSFET） 500V/40A/560W/0.085Ω/TO264 IRFPS37N50
FQA24N60 （MOSFET） 600V/24A/TO3P
FQA10N80 （MOSFET） 800V/9.8A/240W/0.81Ω/TO3P
FQA13N80 （MOSFET） 800V/13A/300W/0. Ω/TO3P
FQA5N90 （MOSFET） 900V/5.8A/185W/2.3Ω/TO3P
FQA9N90C （MOSFET） 900V/8.6A/240W/1.3Ω/TO3P
FQA11N90C （MOSFET） 900V/11.4A/300W/0.75Ω/TO3P
FFA30U20DN （快恢复二极管）200V/2×30A/40ns/TO3P DSEK60-02A
FFPF30U60S （快恢复二极管） 600V/30A/90ns/TO220F MUR1560
FFA30U60DN （快恢复二极管）600V/2×30A/90ns/TO3P DSEK60-06A
MBRP3010NTU （肖特基） 100V/30A/TO-220
MBRA3045NTU （肖特基） 45V/30A/TO-3P
ISL9R3060G2 （快恢复二极管） 600V/30A/35ns/200W/TO247 APT30D60B RHRG3060 （快恢复二极管） 600V/30A/35nS/TO247
FQP44N10 （MOSFET） 100V/44A/146W/0.0396Ω/TO220 IRF3710/IRF540N FQP70N10 （MOSFET） 100V/57A/160W/0.025Ω/TO220
IRFP450B （MOSFET） 500V/14A/0.4Ω/205W/TO3P
IRFP460C （MOSFET） 500V/20A/0.2~0.24Ω/235W IRFP460
KA3162/FAN8800 （Drive IC）单IGBT/MOSFETFET驱动
IC
RHRP860 （快恢复二极管） 600V/8A/30NS/TO-220 MUR860
RHRP1560 （快恢复二极管） 600V/15A/TO0220 MUR1560
RHRP8120 （快恢复二极管） 1200V/8A/75W/TO220
RHRP15120 （快恢复二极管） 1200V/15A/TO220
RHRP30120 （快恢复二极管） 1200V/30A/125W/TO220单 DSEI20-10A
RHRG30120 （快恢复二极管） 1200V/30A/T03P
SSH45N20B （MOSFET） 200V/45A/TO3P IRFP260
FGL40N150D （IGBT） 1500V/40A/TO264快速IGBT
FGL60N100BNTD （IGBT） 1000V/60A/TO264快速IGBT 1MBH60-100
HGTG10N120BND （IGBT） 1200V/35A/298W/100ns/TO247
HGTG11N120CND （IGBT） 1200V/43A/298W/TO247
HGTG18N120BND （IGBT） 1200V/54A/390W/90ns/TO247
FQP5N50C （MOSFET） 500V/5A/73W/1.4Ω/TO-220 替代：IRF830,用于35W FQPF5N50C （MOSFET） 500V/5A/38W/1.4Ω/TO-220F 替代：IRF830，用于35W FQP9N50C （MOSFET） 500V/9A/135W/0.6Ω/TO220 替代：IRF840，用于75W FQPF9N50C （MOSFET） 500V/9A/44W/0.6Ω/TO-220F 替代：IRF840，用于75W FQP13N50 （MOSFET） 500V/13.4A/190W/0.43Ω/TO220 用于75W/125W产品FQPF13N50 （MOSFET） 500V/13.4A/48W/0.43Ω/TO220F 用于75W/125W产品FQD5N50C （MOSFET） 500V/5A/1.4Ω/TO252 用于
35W
FQA16N50 （MOSFET） 500V/16A/200W/0.32C/TO3P 用于150W到250W的产品FDP15N50 （MOSFET） 500V/15A/0.43Ω/56W/TO220 用于150W左右的产品
FQP18N50V2 （MOSFET） 500V/18A/0.43Ω/208W/TO220 用于250WG到400W的产品
FQPF18N50V2 （MOSFET） 500V/18A/0.43Ω/56W/TO220 用于250WG到400W的产品
FQA18N50V2 （MOSFET） 500V/20A/277W/0.225Ω/TO3P 用于250WG到400W的产品
FQA24N50 （MOSFET） 500V/24A/290W/0.2Ω/TO3P 用于400W的产品
FQA24N60 （MOSFET） 600V/23.5A/310W/0.24Ω/TO3P 用于400W的产品
FQA28N50 （MOSFET） 500V/28.4A/310W/0.126Ω/TO3P 用于400W的产品
FQL40N50 （MOSFET） 500V/40A/560W/0.085Ω/TO264 用于560W的产品
IRF740B （MOSFET） 400V/10A/0.55Ω/134W/TO220
IRF730B （MOSFET） 400V/5.5A/1.0Ω/73W/TO220
IRF830B （MOSFET） 500V/4.5A/1.5Ω/73W/TO220
IRF840B （MOSFET） 500V/8A/0.85Ω/134W/TO220
IRFP450B （MOSFET） 500V/14A/0.4Ω/205W/TO3P
IRFP460C （MOSFET） 500V/20A/0.2~0.24Ω/235W
FQPF5N60C （MOSFET） 600V/5A/TO220F
FQPF8N60C （MOSFET） 600V/8A/TO220F
FQPF10N60C （MOSFET） 600V/10A/TO220
FQPF12N60 （MOSFET） 600V/12A/51W/0.65Ω/TO220F
FCP11N60 （MOSFET） 650V/11A/125W0.32Ω/TO220
RHRD660S （快恢复二极管） 600V/6A/TO-252
RHRP860 （快恢复二极管） 600V/8A/75W/TO-220
RHRP1560 （快恢复二极管） 600V/15A/TO-220单
2N7002 （三极管）
60V/0.12A/SOT-23
HUF76629D3S （MOSFET） 100V/20A/110W/TO-252
HUF75639S3S （MOSFET） 100V/56A/200W/TO-263
ISL9V3040D3S （IGBT） 430V/21A/150W/300MJ/TO252
ISL9V3040S3S （IGBT） 430V/21A/150W/300MJ/TO263
ISL9V5036S3S （IGBT） 360V/46A/250W/TO262
FQP33N10L （MOSFET） 100V/33A/52MΩ127W/TO220
场效应管的选型及应用概览 场效应管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。 近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展，功率场效应管更是备受关注。据预测，2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题，今年的功率场效应管市场会放缓，但消费电子和数据处理的需求依然旺盛，因此长期来看，功率场效应管的增长还是会持续一段相当长的时间。 技术一直在进步，功率场效应管市场逐渐受到了新技术的挑战。例如，业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件，并且断言硅功率场效应管的性能可提升的空间已经非常有限。不过，GaN 对功率场效应管市场的挑战还处于非常初期的阶段，场效应管在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势，经过三十多年的发展，场效应管市场也不会轻易被新技术迅速替代。 五年甚至更长的时间内，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件，本期内容将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。 一.场效应管的基础选型 场效应管有两大类型：N沟道和P沟道。在功率系统中，场效应管可被看成电气开关。当在N沟道场效应管的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。导通时，电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚场效应管的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。 作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的场效应管。 1）沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道场效应管。在典型的功率应用中，当一个场效应管接地，而负载连接到干线电压上时，该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道场效应管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管，这也是出于对电压驱动的考虑。
场效应管英文缩写：FET(Field-effect transistor)，简称为场效应管，是一种高输入阻抗的电压控制型半导体。场效应管也是一种晶体三极管，也有三个极，分别叫源极S，栅极G，漏极D。 场效应管电路符号 一：场效应管的分类： 1、各类场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，可分为N型沟道和P型沟道两种。所谓沟道，就是电流通道。 2、根据构造和工艺的不同，场效应管分为结型和绝缘型两大类。 结型场效应管的英文是 Junction Field Effect Transistor，简称JFET。JFET 又分为N沟道，P沟道场效应管。 绝缘栅型场效应管：英文是 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，缩写为MO SFET，简称MOS管。 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。
3、按导电方式：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。 二：场效应晶体管具有如下特点： （1）输入阻抗高； （2）输入功耗小； （3）温度稳定性好； （4）信号放大稳定性好，信号失真小； （5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。 三：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，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 四：场效应管的主要作用： 1.场效应管可应用于放大。由于场效应管的放大器输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，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。
场效应管的分类和作用分别是什么? 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（108～109Ω）、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. 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。 场效应管的测试 1、结型场效应管的管脚识别： 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R×1k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KΩ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R×100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。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。 2.场效应管的分类: 场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式: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. 3.场效应管的主要参数:
可以相互替代的一些场管． 如无特别说明，同一条内的管子可以相互替换． 1、SD9435 SOP-8 < 5.3A 30V 50 mΩ >，可替代市面上各类型9435 ： APM9435、CEM9435、AP9435、SSM9435 、TM9435、MT9435、GE9435、SDM9435、STM9435、H9435、FDS9435、Si9435、STP9435、SPP9435、Si9435DY、SM9435、iTM9435、MI9435、ME9435、ME4405 等等! 2、SD9926 SOP-8 <6A 20V 28 mΩ>，可替代市面上各类型9926 ： APM9926、CEM9926、AP9926、SSM5N20V 、SDM9926、STM9926、 MT9926、TM9926 、GE9926、 iTM9926、 MI9926、 TF9926 、AFT9926 、FDS9926、GT9926 等等! 3、SG9926 TSSOP-8 <6A 20V 28 mΩ>：暂无。 4、SD4953 SOP-8 <30V 5A 53mΩ>，可替代市面上各类型4953 ： GE4953、 iTM4953、AF4953P、H4953、MT4953 、SSM4953、CEM4953、STS4953、AP4953、 TM4953、STM4953、SDM4953、STP4953、AO4801、AO4801A、AO4803、AO4803A、AFT4953、SPP4953、STP4953A、SPP4953A、 GT4953、Si4953DY、MI4953、ME4953、SM4953、TF4953、AKE4953 等等! SD4953BDY替代APM4953、Si4953、FDS4953、CEM4953 5、 SD4435 SOP-8 <30V 8A 20mΩ>，可替代市面上各类型4435 ： APM4435、 Si4435DY、 CEM4435、 SDM4435、 SSM4435、 GE4435 、MT4435、 H4435、STM4435、 AP4435、TM4953、AO4411、STP4435、GT4435、MI4435、ME4435、SPP4435、SM4435 等等! 6、SD4410 SOP-8 <10A 13.5mΩ 30V>，替代各型4410： APM4410、CEM4410、AP4410、FDS4410、AO4406、SSM4410、SDM4410、STM4410、MT4410、iTM4410、STS4410、H4410、P4410、GE4410、AF4410N、STN4410、STP4410、SPN4410、MI4410、SM4410、GT4410、AFT4410 等等！ 7、SD2300 SOT-23-3L <20V 4A 28mΩ>，替代各型2300： APM2300、Si2300、CEM2300、STS2300、AP2300、MT2300、MI2300、ST2300、SSS2300、GT2300、GE2300、GE2312、iTM2300、SM2300、TM2300、ME2314 等等! 8、SD2301 SOT-23-3L <20V , 2.6A , 130mΩ>，替代各类2301 ： APM2301 、 Si2301、 CEM2301 、STS2301 、 AP2301 、 MT2301、IRLML6401、ST2301、ST2301A、STS2301A、SSS2301、SSS2301A、MI2301、ST2301M、ME2301、TM2301、CES2301、KI2301DY 等等! 9、SD2301 SOT-23-3L <20V , 2.6A , 130mΩ>，可替代市面上各类型2301M、2301A、2301S ： APM2301A、SSS2301A、STS2301A、ST2301M 等等!
第2章晶体三极管和场效应管 教学重点 1 ?掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。 2 ?熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要参 数及温度对参数的影 响。 3?了解MOS 管的工作原理、特性曲线和主要参数。 教学难点 1 ?晶体三极管的放大作用 2 ?输入、输出特性曲线及主要参数 学时分配 序号 内 容 学时 1 2.1晶体三极管 4 2 2.2场效应管 4 3 本章小结与习题 4 本章总课时 8 2.1晶体三极管 晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。 特点：管内有两种载流子参与导电。 2.1.1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1 ?三极管的外形：如图 2.1.1所示。 2 ?特点：有三个电极，故称三极管。 3?三极管的结构：如图 2.1.2所示。 晶体三极管有三个区一一发射区、 基区、集电区； 两个PN 结一一发射结（BE 结）、集 电结（BC 结）； 三个电极一一发射极 e （ E ）、基极 图2.1.2 三极管的结构图 图2.1.1三极管外形 雄対箱革极集电姑 坯射纬UK 堆电紬
b(B)和集电极c(C)； 两种类型一一PNP 型管和NPN 型管。 工艺要求： 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。 二、 晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图 2.1.3所示。 箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。 文字符号：V 三、 晶体三极管的分类 1 .三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有 NPN 型和PNP 型 管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大 功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2 .国产三极管命名法：见《电子线路》 P 249附录二。 例如：3DG 表示高频小功率 NPN 型硅三极管；3CG 表示高频小功率 PNP 型硅三极 管；3AK 表示PNP 型开关锗三极管等。 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、晶体三极管的工作电压 三极管的基本作用是放大电信号； 工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压, 集电结加反向电压。 如图2.1.4所示：V 为三极管，G C 为集电极电源，G B 为基极电源，又称偏置电源， R b 为基极电阻，R c 为集电极电阻。 二、晶体三极管在电路中的基本连接方式 如图2.1.5所示，晶体三极管有三种基本连接方式： 共发射极、共基极和共集电极接 法。最常用的是共发射极接法。 但八PIS 型 (b) 型 图2.1.3 三极管符号 图2.1.4 三极管电源的接法
根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1.概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（100000000～1000000000Ω）、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. 作用: 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,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 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.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. 2.场效应管的分类:
场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式: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: 3.场效应管的主要参数: Idss —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UGS=0时的漏源电流. 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. 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. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —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BVDS. 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. 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 Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数） ID---漏极电流（直流） IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流（射频功率管）
场效应管在开关电路中的应用 场效应管在mpn中，它的长相和我们前面讲的三极管极像，所以有不少修mpn的朋友好长时间还分不清楚，统一的把这些长相相同的三极管、场效应管、双二极管、还有各种稳压IC统统称作“三个脚的管管”，呵呵，如果这样麻木不分的话，你的维修技术恐怕很难快速提高的哦！ 好了，说到这里场效应管的长相恐怕我就不用贴图了，在电路图中它常用 表示，关于它的构造原理由于比较抽象，我们是通俗化讲它的使用，所以不去多讲，由于根据使用的场合要求不同做出来的种类繁多，特性也都不尽相同；我们在mpn 中常用的一般是作为电源供电的电控之开关使用，所以需要通过电流比较大，所以是使用的比较特殊的一种制造方法做出来了增强型的场效应管（MOS型），它的电路图符号： 仔细看看你会发现，这两个图似乎有差别，对了，这实际上是两种不同的增强型场效应管，第一个那个叫N沟道增强型场效应管，第二个那个叫P沟道增强型场效应管，它们的的作用是刚好相反的。前面说过，场效应管是用电控制的开关，那么我们就先讲一下怎么使用它来当开关的，从图中我们可以看到它也像三极管一样有三个脚，这三个脚分别叫做栅极（G）、源极（S）和漏极（D），mpn中的贴片元件示意图是这
个样子： 1脚就是栅极，这个栅极就是控制极，在栅极加上电压和不加上电压来控制2脚和3脚的相通与不相通，N沟道的，在栅极加上电压2脚和3脚就通电了，去掉电压就关断了，而P沟道的刚好相反，在栅极加上电压就关断（高电位），去掉电压（低电位）就相通了！ 我们常见的2606主控电路图中的电源开机电路中经常遇到的就是P沟道MOS管： 这个图中的SI2305就是P沟道MOS管，由于有很多朋友对于检查这一部分的故障很茫然，所以在这里很有必要讲一下它的工作原理，来加深一下你的印象！ 图中电池的正电通过开关S1接到场效应管Q1的2脚源极，由于Q1是一个P沟道管，它的1脚栅极通过R20电阻提供一个正电位电压，所以不能通电，电压不能继续通过，3v稳压IC输入脚得不到电压所以就不能工作不开机！这时，如果我们按下SW1开机按键时，正电通过按键、R11、R23、D4加到三极管Q2的基极，三极管Q2的基极得到一个正电位，三极管导通（前面讲到三极管的时候已经讲过），由于三极管的发射极直接接地，三极管Q2导通就相当于Q1的栅极直接接地，加在它上面的通过R20电阻的
一：场效应管的主要参数 (1)直流参数 饱和漏极电流IDSS 它可定义为：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。 夹断电压UP 它可定义为：当UDS一定时，使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS 开启电压UT 它可定义为：当UDS一定时，使ID到达某一个数值时所需的UGS (2)交流参数 低频跨导gm 它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。 极间电容场效应管三个电极之间的电容，它的值越小表示管子的性能越好。 (3)极限参数 漏、源击穿电压当漏极电流急剧上升时，产生雪崩击穿时的UDS。 栅极击穿电压结型场效应管正常工作时，栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态，若电流过高，则产生击穿现象。 本站链接:场效应管的参数查询
二：场效应管的特点 场效应管具有放大作用，可以组成放大电路，它与双极性三极管相比具有以下特点：（1）场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID； （2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很高； （3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好； （4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数； （5）场效应管的抗辐射能力强。 三. 符号：“Q、VT” ，场效应管简称ＦＥＴ，是另一种半导体器件，是通过电压来控制输出电流的，是电压控制器件 场效应管分三个极：
Ｄ极为漏极（供电极） Ｓ极为源极（输出极） Ｇ极为栅极（控制极） Ｄ极和Ｓ极可互换使用 场效应管图例： 四. 场效应管的分类： 场效应管按沟道分可分为Ｎ沟道和Ｐ沟道管（在符号图中可看到中间的箭头方向不一样）。 按材料分可分为结型管和绝缘栅型管，绝缘栅型又分为耗尽型和增强型，一般主板上大多是绝缘栅型管简称ＭＯＳ管，并且大多采用增强型的Ｎ沟道，其次是增强型的Ｐ沟道，结型管和耗尽型管几乎不用。 五主板上用的场效应管的特性：
MOS 场效应管的工作原理及特点 场效应管是只有一种载流子参与导电，用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P 沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide SemIConductor FET）。 MOS场效应管 有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟 道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极： D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极； G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极； S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管 道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底(substrat)，用符号B表示。 一、工作原理 1．沟道形成原理
当Vgs=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压，不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时，若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。 进一步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时，由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着Vgs的继续增加，ID将不断增加。 在Vgs=0V时ID=0，只有当Vgs＞Vgs(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。 VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图。 转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm 的量纲为mA/V，所以gm也 称为跨导。 跨导的定义式如下： gm=△ID/△VGS| (单位mS) 2．Vds对沟道导电能力的控制 当Vgs＞Vgs(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟 道的影响如图所示。 根据此图可以有如下关系 VDS=VDG＋VGS= —VGD＋VGS VGD=VGS—VDS 当VDS为0或较小时，相当VGD＞VGS(th)，沟道呈斜线分布。在紧靠漏极处，沟道达到开启的程度以上，
常用场效应管型号参数管脚识别及检测表场效应管管脚识别 场效应管的检测和使用 场效应管的检测和使用一、用指针式万用表对场效应管进行判别 （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R×1k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Ｇ。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ＰＮ结的反向，即都是反向电阻，可以判定是Ｎ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ＰＮ结，即是正向电阻，判定为Ｐ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Ｇ1与栅极Ｇ2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Ｒ×１０或Ｒ×100档，测量源极Ｓ与漏极Ｄ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Ｒ×１０ｋ档，再测栅极Ｇ1与Ｇ2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
2.2场效应管功能及参数介绍 开关电源的基本电路由“交流一直转换电路”, “开关型功率变换器”, “控制电路”和整流稳波电路”而组成.输入的电网电压通过“交流一直流转换电路”中的整流和稳器转换成直流电,该直流电源作为“开关型功率变换器”的输入电源,经过“开关型功率更换器”将直流电转变为高频脉冲电波电压输出给“整流滤波电路”,变成平滑直流供给负载,控制电路则起着控制“开关型功率变换器”工作的作用.开关型功率变换器是开关电源的主电路,开关电源的能量转换,电压变换就由它承担.在直流变换器的基础上,由于高频脉冲技术及开关变换技术的进一步发展,出现了推挽式开关型功率变换器,全挢式开关型功率变换器,半挢式﹑单端正激式.单端反激式开关型功率变换器.其控制方法可分为脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频调制(PFM)两种. 开关电源最重要的组件是MOSFET,它的开通和关短控制着整个电源运转.MOSFET原意是MOS(METAL OXIDE SEWILONDUCTOR,金属氧化物半导体)FET(FIELD DFFECT TRAHSISTOR,场效应晶体),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(0),利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管. 功率场应晶体管也分为结型绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semi Conductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSPET).结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(STATIC INTUCTION TRANSISTOR,缩写为SIT).其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10KW的电力电子装置.国际整流器公司.(在International Rectifier,缩写IR)把MOSFET用于高压的器件归纳为第3,6,9代,其中包括3,5代,而用于低压的则为第5,7,8代. 功率MOSFET按导电沟通可分P沟道和N沟道;按栅极电压幅值可分为耗尽型(当栅极电压为零时漏,源极之间就存在导电沟道)和增强型(对于N或P沟道器,件栅极电压大珪或小于零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型). 2.2.1.功率MOSFET的结构 功率MOSPET的内部结构和电气符号如下周所示,其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管.导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有极大区别.小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET.大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力. 按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET的结构为多元集.如国际整流器公司的HEXFET采用六边形单元;西门子公司的STPMOSFET采用了正方形单元;摩托罗拉公司的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列. 2.2.2功率MOSFET的工作方式 截止:漏极间加正电源,栅源极间电压为零.P基区与N漂移区之间形成的PN结,反偏;漏源极之间无电流流过. 导电:在栅源极间加正电压Vgs,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过.但栅极的正电压会将其下P区中的空穴推开.,而将P区中的少子---电子吸引到栅极下面的P区表面. 当Vgs大于UT(开启电压或阀值电压)时,栅极下面P区表面的电子浓度将超过空穴的浓度,P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而PN结缩小消失,漏极和源极导电. 2.2.3功率MOSFET的基本特性 1.静态特性 其转移特性和转出特性如图所示 漏极电流Id和栅源间电压Vgs的关系为MOSFET的转移特性.Id较大时,Id与Vgs的关系近似线性 ,曲线的斜率定义为跨导Gfs.在恒流区内,N信道增强型MOSFET的Id可近似表示为: id=Ido(Vgs/VT-1)2 (Vgs>VT)
高起专网络教材—《模拟电子技术》－场效应管及其应用 主编：周雪，西安电子科技大学出版社 Frequently Asked Question（FAQ） 1.场效应管具有哪些优点？ 解：场效应管不仅具有一般半导体三极管体积小、重量轻、耗电省、寿命长等特点，而且还具有输入电阻高、噪声低、抗辐射能力强、功耗小、热稳定性好、制造工艺简单。易于集成等优点。 2.JFET的栅极与沟道间的PN结在一般作为放大器件工作时，能用正向偏置吗？ BJT的发射结呢？ 解：JFET工作时，栅极与沟道间的PN结要反向偏置。而BJT工作时，发射结要正向偏置。 3.在低噪声电路的设计中，试说明为什么选用JFET而不用BJT？ 解：JFET的一个优点是其噪声系数很小，可达1.5dB以下；而BJT的噪声系数比起JFET而言要高些。因此，在低噪声电路的设计中要选用JFET而不用BJT。4.场效应管的输出特性曲线分几部分？ 解：输出特性曲线分四部分：可变电阻区、恒流区、击穿区和夹断区。 5.为什么MOSFET的输入电阻比JFET还高？ 解：JFET的输入电阻从本质上来说是PN结的反向电阻，PN结反向偏置时总会有一些反向电流存在，这就限制了输入电阻的进一步提高。而MOSFET是利用半导体表面的电场效应进行工作时。由于它的栅极处于不导电状态，因此输入电阻大为提高。 6.JFET与耗尽型MOSFET同属于耗尽型，为什么JFET的V GS只能有一种极性，而 耗尽型MOSFET的V GS可以有两种极性？ 解：以N沟道为例，N沟道JFET，当V GS>0时，将使PN结处于正向偏置而产生较大的栅流，破坏了它对漏极电流i0的控制作用。但是N沟道耗尽型MOSFET在V as>0时，由于绝缘层的存在，并不会产生PN结的正向电流，而是在沟道中感应出更多的负电荷。在V DS作用下，i0将有更大的数值。所以，N沟道耗尽型MOSFET可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流。 7.试解释为什么N沟道增强型绝缘栅场效应管中，靠近漏极的导电沟道较窄，而 靠近源极的较宽？ 解：当V GS>V GS(th)时，在源极与漏极间形成了自由电子导电沟道（反型层），在漏极电源V D的作用下，这些载流子由源极向漏极扩散，而源极区的自由电子不断向沟道内扩散，在靠近漏极的沟道内自由电子则漂移到漏极区被电源吸收，所以靠近漏极的导电沟道较窄，而靠近源极的较宽。自由电子在沟道内扩散形成了梯度，所以沟道从源极到漏极是由宽度窄逐渐变化的。 8.为什么在场效应管低频放大电路中，输入端耦合电容通常取得较小（0.01 F～
场效应管的分类 场效应管（FET）是一种电压控制电流器件。其特点是输入电阻高，噪声系数低，受温度和辐射影响小。因而特别使用于高灵敏度、低噪声电路中。 场效应管的种类很多，按结构可分为两大类：结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）.结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种。绝缘栅场效应管主要指金属--氧化物--半导体场效应管（MOS管）。MOS管又分为“耗尽型”和“增强型”两种，而每一种又分为N沟道和P沟道。结型场效应管是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电 流的，输入电阻（105～1015）之间； 绝缘栅型是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄从而控制电流的大小，其输入阻抗很高(栅极与其它电极互相绝缘)。它在硅片上的集成度高，因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。 场效应管的型号命名方法现行场效应管有两种命名方法。 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。 场效应管所有厂家的中英文对照表在场效应管对照表中，收编了美国、日本及欧洲等近百家半导体厂家生产的结型场效应晶体管（JFET）、金属氧化物半导体场次晶体管（MOSFET）、肖特基势垒控制栅场效应晶体管（SB）、金属半导体场效应晶体管（MES）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、静电感应晶体管（SIT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等属于场效应晶体管系列的单管、对管及组件等，型号达数万种之多。每种型号的场效应晶体管都示出其主要生产厂家、材料与极性、外型与管脚排列、用途与主要特性参数。同时还在备注栏列出世界各国可供代换的场效应晶体管型号，其中含国产场效应晶体管型号。 1．"型号"栏 表中所列各种场效应晶体管型号按英文字母和阿拉伯数 字顺序排列。同一类型的场效应晶体型号编为一组，处于同一格子内，不用细线分开。 2．"厂家"栏 为了节省篇幅，仅列入主要厂家，且厂家名称采用缩写的形式表示。）
场效应管的作用、规格及分类 1.什么叫场效应管？ FET是Field-Effect-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. 场效应管的工作原理： (a) JFET的概念图 (b) JFET的符号 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 =0.1-10μA 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，用图作以下简单的说明。 场效应管工作原理用一句话说，就是"漏极-源极间流经沟道的I ，用以门 D "。更正确地说，ID 流经通路极与沟道间的pn结形成的反偏的门极电压控制I D 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，即从漏极流动。达到饱和区域如图10.4.2(a)所示，从门极向漏极扩展向源极有电流I D
场效应管 所属分类：化学半导体半导体器件物理学科学 摘要： 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。由多数载流子参与导电，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（108～109Ω）、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。 提问编辑摘要 目录[隐藏] ? 1 基本特点 ? 2 工作原理 ? 3 主要参数 ? 4 型号命名 ? 5 主要作用 ? 6 试验测试 ?7 分类简介 ?8 测量方法 ?9 判断方法 ?10 产品特性 ?11 电气特性 ?12 特性曲线 ?13 参数符号 ?14 注意事项 ?15 使用优势 ?16 应用领域 ?17 应用特点 ?18 产品展示 场效应管-基本特点
方型场效应管 场效应管属于电压控制元件，这一点类似于电子管的三极管，但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有如下特点： （1）场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID； （2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。 （3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好； （4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；（5）场效应管的抗辐射能力强； （6）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。 场效应管-工作原理 场效应管 场效应管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，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。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵
§3.2场效应管的主要参数和特点 一：场效应管的主要参数 (1)直流参数 饱和漏极电流I DSS它可定义为：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。 夹断电压U P它可定义为：当U DS一定时，使I D减小到一个微小的电流时所需的U GS 开启电压U T 它可定义为：当U DS一定时，使I D到达某一个数值时所需的U GS (2)交流参数 低频跨导g m它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。 极间电容场效应管三个电极之间的电容，它的值越小表示管子的性能越好。 (3)极限参数 漏、源击穿电压当漏极电流急剧上升时，产生雪崩击穿时的U DS。 栅极击穿电压结型场效应管正常工作时，栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态，若电流过高，则产生击穿现象。 二：场效应管的特点 场效应管具有放大作用，可以组成放大电路，它与双极性三极管相比具有以下
特点： （1）场效应管是电压控制器件，它通过U GS来控制I D； （2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很高； （3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好； （4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数； （5）场效应管的抗辐射能力强。 §3.3 总结 这一节我们对前面所述的内容进行总结一下，以突出重点为目的。 下面我们通过表格把各种场效应管的符号和特性曲线表示出来：
我们这一节要掌握的问题是： （1）场效应管与三极管相比所具有的特点； （2）根据输出特性或转移特性能判断出是什麽类型的管子（这一点是我们学习 的重点） （3）结型和绝缘栅型场效应管的工作特点和原理（只要求我们了解）。