范文一:什么叫场效应管_
什么叫场效应管?
发布时间:2007-05-10 17:08
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:
(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。
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。
场效应管是一种利用电场效应来控制电流大小的半导体器件,按结构可分为结型场效应管(JFET)和金属?氧化物?半导体场效应管(MOSFET)。
场效应管体积小、重量轻、耗电省、寿命长,并具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单等优点,因而应用范围广,特别在大规模集成电路和超大规模集成电路中得到广泛应用。
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.
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
4.结型场效应管的管脚识别:
判定栅极G:将万用表拨至R×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道.
判定源极S、漏极D:
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.
5.常效应管与晶体三极管的比较
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.
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.
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.
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.
【相关阅读】?场效应管的基础知识?
1世上最伟大推销员的魔鬼法则
发布时间:2008-08-16 15:34
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“即使是失败了,即使再困难,他仍然勇敢、寂寞地外出找生意。"---孤独刀客总是这样在最困难时期锋芒毕露的。万马齐喑时,你要做那个率先拔刀的人。
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一个人失去信誉,会失去很多;一个人失去勇气,则失去一切。
绝对不要逃避问题和困难,否则以后你会更严重地遇到它。
5、关于平常心:
无欲则刚~扬弃企图心:只有勇于放弃的人,才会是最勇敢的人;放不下,就拿不起。
没有失败,只有暂时停止成功;失败,她成功地证明了某种方式行不通。
永远不要象呵护微火那样呵护一个意向;一定要有彻底抛弃的无所谓心态。
值得做好之事,都值得先做坏;值得做好之事,都应该做得开心。
事情没有想象的那样好,也没有焦虑的那样糟。
6、关于排除心障:
激情与强势(自信)训练:如果对方是硬钢块,你就要做金刚钻
角色心态统合训练:你就是王公贵族
破冰训练:归零心态,打破同事间的矜持与心障
魔鬼训练:扔掉不合时宜的面子
企业黑名单训练:打倒某些凶恶霸横的企业主并不时踏上一脚,呵呵 1
范文二:场效应管知识 什么叫场效应管 场效应管工作原
场效应管知识 什么叫场效应管 场效应管工作原
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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:
(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。
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。
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.
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
4.结型场效应管的管脚识别:
判定栅极G:将万用表拨至R×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为N沟道;若两次测得的阻值都很小,则为P沟道.
判定源极S、漏极D:
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
.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)的与D极
一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极.
5.常效应管与晶体三极管的比较
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.
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.
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.
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.
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。
场效应晶体管的好坏的判断
先用MF10型万用表R*100KΩ挡(内置有15V电池),把负表笔(黑)接栅极(G),正表笔(红)接源极(S)。给栅、源极之间充电,此时万用表指针有轻微偏转。再该用万用表R*1Ω挡,将负表笔接漏极(D),正表笔接源极(S),万用表指示值若为几欧姆,则说明场效应管是好的。
范文三:场效应管工作原理是什么
场效应管工作原理是什么?
场效应管工作原理是什么?
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,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。
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。
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: 1、I — 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 =0时的漏源电流。 DSSGS
1
— 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。 2、UP
3、U — 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。 T
4、g — 跨导。是表示栅源电压U — 对漏极电流I 的控制能力,即漏极电流I 变化量与栅源电压UMGSDDGS变化量的比值。g 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 M
5、BU — 漏源击穿电压。是指栅源电压U一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是DSGS
一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BU 。DS
6、P — 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。DSM
使用时,场效应管实际功耗应小于P并留有一定余量。 DSM
7、I — 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。DSM
场效应管的工作电流不应超过I DSM
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:
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
2
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。
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)。
3
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。
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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
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
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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。
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:
(a) JFET的概念图
(b) JFET的符号
图1 JFET的概念图、符号
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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。
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
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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:
FET根据门极结构分为如下两大类。其结构如图3所示:
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。
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
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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)
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10.4.1
作为放大器的通常用法是VGS 、VGS (off) < 0(n沟道),vgs="" 、vgs="" (off)="">0(p沟道)。式(10.4.1)用起来比较困难,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,vgs="" gs(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。
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范文四:什么是场效应管-场效应管分类和场效应管的主要参数
什么是场效应管?场效应管分类和场效
应管的主要参数 场效应(晶体)管,是一种利用场效应原理工作的半导体器件。场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功率小、易于集成等特点。场效应管一般具有3个极,其中G为栅极,S为源极,D为漏极,场效应管的S极和D极是对称的,在实际使用中可以互换。场效应管是电压控制器件,即通过输入电压的变化来控制输出电流的变化,从而达到放大等目的。场效应管一般在电路中被用于放大、调制、阻抗变换、恒流源、可变电阻等场合。如图1所示。
图1 主板的电源场效应管
图2 场效应管分类
?场效应管分类:
按结构来划分可分为结型场效应三极管(JFET)和绝缘栅型场效应三极管(IGFET或MOSFET)两大类。结型场效应管有N沟道和P沟道管;绝缘栅型场效应管分为增强型N沟道、P沟道管,耗尽型N沟道、P沟道管,如图2所示。
?场效应管的主要参数:以N沟道增强型MOS管来说明它的主要参数。
?直流参数:开启电压是在衬底半导体表面感生出导电沟道所需的栅源电压。直流输入电阻是在漏、源极间电压为零的条件下,栅极与源极之间加一定直流电压时,栅、源极间的直流电阻。
?交流参数:跨导(或称互导)是指当漏、源极间电压一定时,漏极电流变化量与引起这一变化的栅源电压变化量之比。
?场效应管的电极之间存在着极间电容:栅、源极间电容和栅、漏极间电容,它们是影响高频性能的交流参数,应越小越好。一般管子为几皮法。
?极限参数:漏极最大允许电流是指场效应管工作时,允许的最大漏极电流。漏极最大耗散功率是管子允许的最大耗
散功率,相当于双极型晶体管的PCM,根据这个参数也可以在输出特性上画出功率损耗线。
?栅、源极间击穿电压是指在漏、源极间电压为零时,栅、源极间绝缘层发生击穿,产生很大的短路电流所需的值。漏、源极间击穿电压是指在漏、源极间电压增大时,使漏极电流开始急剧增加时的值。此时,不仅感生沟道中的电子参与导电,空间电荷区(即PN结)发生击穿,使电流增大。
场效应管的识别一是通过晶体三极管的G极、D极和S极三极识别;二是通过万用表测量识别;三是根据型号识别。
范文五:场效应管的替换原则是什么
场效应管的替换原则是什么
场管的代换原则(只适合主板)
场管代换只需大小相同,分清N沟道P沟道即可
功率大的可以代换功率小的
技嘉主板的场管最好原值代换
场效应管的好坏判断
一、定性判断MOS 型场效应管的好坏
先用万用表R ×10k Ω挡(内置有9V 或15V 电池) ,把负表笔(黑) 接栅极(G),正表笔(红) 接源极(S)。给栅、源极之间充电,此时万用表指针有轻微偏转。再改用万用表R ×1Ω挡,将负表笔接漏极(D),正笔接源极(S),万用表指示值若为几欧姆,则说明场效应管是好的。
二、定性判断结型场效应管的电极
将万用表拨至R ×100档,红表笔任意接一个脚管,黑表笔则接另一个脚管,使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动,就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果,还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚,只要看到表针作大幅度偏转,即说明悬空脚是栅极,其余二脚分别是源极和漏极。
判断理由:JFET 的输入电阻大于100M Ω,并且跨导很高,当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号,使管子趋于截止,或趋于导通。若将人体感应电压直接加在栅极上,由于输入干扰信号较强,上述现象会更加明显。如表针向左侧大幅度偏转,就意味着管子趋于截止,漏-源极间电阻RDS 增大,漏-源极间电流减小IDS 。反之,表针向右侧大幅度偏转,说明管子趋向导通,RDS ↓,IDS ↑。但表针究竟向哪个方向偏转,应视感应电压的极性(正向电压或反向电压)及管子的工作点而定。
注意事项:
(1)试验表明,当两手与D 、S 极绝缘,只摸栅极时,表针一般向左偏转。但是,如果两手分别接触D 、S 极,并且用手指摸住栅极时,有可能观察到表针向右偏转的情形。其原因是人体几个部位和电阻对场效应管起到偏置作用,使之进入饱和区。(2)也可以用舌尖舔住栅极,现象同上。
4. 结型场效应管的管脚识别:
判定栅极G:将万用表拨至R×1k档, 用万用表的负极任意接一电极, 另一只表笔依次
去接触其余的两个极, 测其电阻. 若两次测得的电阻值近似相等, 则负表笔所接触的为栅极, 另外两电极为漏极和源极. 漏极和源极互换, 若两次测出的电阻都很大, 则为N 沟道; 若两次测得的阻值都很小, 则为P 沟道.
判定源极S 、漏极D:
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.
5. 场效应管与晶体三极管的比较
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.
分压式自给偏压电路
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电阻的电压就直接入了地,Q1的栅极就从高电位变为低电位,Q1导通电就从Q1同过加到3v 稳压IC 的输入脚,3v 稳压IC 就是那个U1输出3v 的工作电压vcc 供给主控,主控通过复位清0,读取固件程序检测等一系列动作,输处一个控制电压到PWR_ON再通过R24、R13分压送到Q2的基极,保持Q2一直处于导通状态,即使你松开开机键断开Q1的基极电压,这时候有主控送来的控制电压保持
着,Q2也就一直能够处于导通状态,Q1就能源源不断的给3v 稳压IC 提供工作电压!SW1还同时通过R11、R30两个电阻的分压,给主控PLAY ON 脚送去时间长短、次数不同的控制信号,主控通过固件鉴别是播放、暂停、开机、关机而输出不同的结果给相应的控制点,以达到不同的工作状态!
mpn 中常见的场效应管多是P 沟道的,在它的上面经常见到的印刷标志是:A2sHB 、212T 、212N 、076A 、AOGH 、N57T 、R1SG 、S016J 、S026I 等