場效應管是電壓控制型器件,且是單極型器件.
場效應晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數載流子參與導電,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體器件,具有輸入電阻高(108~109Ω)、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者
場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效應管(JFET)因有兩個PN結而得名,絕緣柵型場效應管(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管中,應用最為廣泛的是MOS場效應管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管,以及最近剛問世的πMOS場效應管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導體材料的不同,結型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導電方式來劃分,場效應管又可分成耗盡型與增強型。結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。
場效應晶體管可分為結場效應晶體管和MOS場效應晶體管。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。
場效應管的參數
場效應管的參數很多,包括直流參數、交流參數和極限參數,但一般使用時關注以下主要參數:
1、I DSS — 飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓U GS=0時的漏源電流。
2、UP — 夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,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,使漏源間剛導通時的柵極電壓。
4、gM — 跨導。是表示柵源電壓U GS — 對漏極電流I D的控制能力,即漏極電流I D變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數。
5、BUDS — 漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數,加在場效應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,是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應管實際功耗應小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM — 最大漏源電流。是一項極限參數,是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應管的工作電流不應超過IDSM
MOS場效應晶體管使用注意事項。
MOS場效應晶體管在使用時應注意分類,不能隨意互換。MOS場效應晶體管由于輸入阻抗高(包括MOS集成電路)極易被靜電擊穿,使用時應注意以下規則:
(1). MOS器件出廠時通常裝在黑色的導電泡沫塑料袋中,切勿自行隨便拿個塑料袋裝。也可用細銅線把各個引腳連接在一起,或用錫紙包裝
(2).取出的MOS器件不能在塑料板上滑動,應用金屬盤來盛放待用器件。
(3). 焊接用的電烙鐵必須良好接地。
(4). 在焊接前應把電路板的電源線與地線短接,再MOS器件焊接完成后在分開。
(5). MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機時順序相反。
(6).電路板在裝機之前,要用接地的線夾子去碰一下機器的各接線端子,再把電路板接上去。
(7). MOS場效應晶體管的柵極在允許條件下,最好接入保護二極管。在檢修電路時應注意查證原有的保護二極管是否損壞。
場效應管與晶體管的比較
(1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。
(2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。
(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。
(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。
場效應管的作用
1、場效應管可應用于放大。由于場效應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、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3、場效應管可以用作可變電阻。
4、場效應管可以方便地用作恒流源。
5、場效應管可以用作電子開關。
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