用途广泛的场效应管 (广泛的应用场景)

场效应管是一种电压正向控制的半导体器件，它利用电场效应来控制输出电流的大小，故称为场效应管，常用英文字母FET来表示。由于它具有输入电阻高、噪声小、低功耗的优点，用途甚广。场效应管根据其结构的不同分为结型场效应管和绝缘栅场效应管。

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结型场效应管从导电沟道的类型分N沟道和P沟道两种，结构示意图及符号如图1。带箭头的一个电极是栅极，用字母G表示；而另外带直角折线的两个电极，一个是漏极。用字母D表示，另一个是源极，用字母s表示。栅极G箭头的方向表示栅-源极之间PN结的正偏方向。根据结场效应管的工作特性，工作区域一般有4个：非饱和区、饱和区、截止区和击穿区。场效应管栅一源之间的电压极性一般是加上反偏工作电压，当漏-源电压Uds>0时，漏极电流Id将随栅-源电压Ugs的改变而变化，则Ugs可控制Id。场效应管FET的放大能力通常是用跨导gm表示，它反映了栅一源电压Vgs对漏极电流的控制作用，则在Uds一定时，Ugs的变化所引起的漏极电流Id变化量与Ugs的变化量之比。当工作在非饱和区时，导电沟道畅通，漏一源之间呈线性电阻特性，又称为线性电阻区；由于该电阻的大小与栅一源电压的大小有关，故把这区域又称为压控电阻区。在低压小电流工作时，可作为电压控制的可变线性电阻和导通电阻很小的无触点开关。FET在饱和区时，Id不受Ugs控制，而与Uds的大小基本无关，呈现恒流特性，所以又称饱和区为恒流区，场效应管若作放大器使用时，一般都是工作在这区域。当Uds>0而Ugs又小于场效应管的夹断电压UgsOff时，就进入截止状态，漏一源极处在开路状态，多应用于开关电路中。但当Uds过大时，由于管子内PN结的反偏过大，可能出现反向击穿现象，则进入击穿区，这在工作时要必须避免。以上对结场效应管的原理及特性的分析，只对N沟道而言，而P沟道的结场效应管与其完全相似，主要的差别在于栅-源电压与漏一源电压所需的电压极性相反，特性曲线图可参阅有关资料。结场效应管电极的判别，一般是用万用表测FET的PN结正反电阻来实现。当确认某一电极为栅极后，用黑表笔搭上，红表笔就分别测另两极间的电阻，当测得两次的电阻都较小，则为正向电阻．属于N沟道结场效应管，黑笔所接电极为栅极。若两次阻值均较大．属于P沟道，黑笔所接电极为栅极。由于场效应管FET的漏极D和源极S的结构是对称的，所以不必加以区分，可以互换使用。结场效应管放大能力的简易估测：用万用表×Ω档，红笔接N沟道FET的s极，黑笔接D极，P沟道相反，这时表针所指示的就是D—s极间的电阻。然后用手指碰触栅极引线，这时人体感应的电压信号就加到栅极上，Ugs和Id都发生变化，表针就会有明显的摆动。因结场效应管的不同测量时的工作点也可能不同，表针可能会向左摆或向右摆，多数都是表针向左摆动，向右的较少。无论是向左或向右摆动都说明管子有放大能力，摆动越大放大能力越强。相反，摆动越小放大能力越弱，如果无摆动就可以证明该管已无放大能力，不能使用。当每次测试完毕后，G—s结电容上就会充有少量电荷，建立起栅一源电压Ugs，再测试时表针可能会不动。所以每次测试前都应先将G—S极短路一下。至于绝缘栅型场效应管，它也分为N沟道和P沟道两种。它是一种栅极绝缘的场效应器件，栅极的输入电阻比结型场效应管更高，更适于集成化。结构及符号如图2，工作原理与结场效应管就完全相同。常见的有金属氧化物一半导体场效应管，用字母表示为MOSFET。由于MOSFET栅源绝缘电阻极高，且极间电容又很小，只要有少量的电荷就会在极间电容上形成较高的电压，可将管子击穿，所以不能用电阻法测试判别电极。如果想估测其放大能力，就不能够直接用手碰触栅极，只能手握螺丝刀绝缘部分而用金属部分去碰触栅极，以防人体感应电荷直接加到栅极而损坏管子。另外，MOS场效应管的保存和使用也要加倍小心。因为它的栅极与衬底表面之间的绝缘层很薄，当有带电体或人体感应带电接触栅极时，极易导致绝缘层击穿使管子损坏，所以保存时应将各电极引线短接。*MOS场效应应管时也要将电烙铁外壳金属部分可靠地接地，或者拔下电源插头后再*。