場(chǎng)效應(yīng)管

　　1、簡(jiǎn)介

　　場(chǎng)效應(yīng)管（FET）是利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件，并以此命名。

　　由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱(chēng)單極型晶體管。

　　FET 英文為Field Effect Transistor，簡(jiǎn)寫(xiě)成FET。

　　特點(diǎn)

　　與雙極型晶體管相比，場(chǎng)效應(yīng)管具有如下特點(diǎn)。

　?。?）場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過(guò)VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID（漏極電流）；

　?。?）場(chǎng)效應(yīng)管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻(Ω)很大。

　?。?）它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好；

　　（4）它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù)；

　?。?）場(chǎng)效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng)；

　　（6）由于不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。

　　工作原理

　　場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話(huà)說(shuō)，就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說(shuō)，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結(jié)反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域，表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽?，根?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng)，源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。從門(mén)極向漏極擴(kuò)展的過(guò)度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。

　　在過(guò)渡層由于沒(méi)有電子、空穴的自由移動(dòng)，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動(dòng)。但是此時(shí)漏極-源極間的電場(chǎng)，實(shí)際上是兩個(gè)過(guò)渡層接觸漏極與門(mén)極下部附近，由于漂移電場(chǎng)拉去的高速電子通過(guò)過(guò)渡層。因漂移電場(chǎng)的強(qiáng)度幾乎不變產(chǎn)生ID的飽和現(xiàn)象。其次，VGS向負(fù)的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時(shí)過(guò)渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。而且VDS的電場(chǎng)大部分加到過(guò)渡層上，將電子拉向漂移方向的電場(chǎng)，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。

　　分類(lèi)

　　場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）兩大類(lèi)。

　　按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種；按導(dǎo)電方式：耗盡型與增強(qiáng)型，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。

　　場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。

　　結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）

　　1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有兩種結(jié)構(gòu)形式，它們是N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。

　　結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管也具有三個(gè)電極，它們是：柵極；漏極；源極。

　　電路符號(hào)中柵極的箭頭方向可理解為兩個(gè)PN結(jié)的正向?qū)щ姺较颉?/p>

　　2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理(以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例)，N溝道結(jié)構(gòu)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)，由于PN結(jié)中的載流子已經(jīng)耗盡，故PN基本上是不導(dǎo)電的，形成了所謂耗盡區(qū)，當(dāng)漏極電源電壓ED一定時(shí)，如果柵極電壓越負(fù)，PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚，則漏、源極之間導(dǎo)電的溝道越窄，漏極電流ID就愈?。环粗?，如果柵極電壓沒(méi)有那么負(fù)，則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化，就是說(shuō)，場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件。

　　絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

　　1、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）的分類(lèi)：絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管也有兩種結(jié)構(gòu)形式，它們是N溝道型和P溝道型。無(wú)論是什么溝道，它們又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。

　　2、它是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成，所以又稱(chēng)為金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS場(chǎng)效應(yīng)管。

　　3、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理(以N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管為例)它是利用UGS來(lái)控制“感應(yīng)電荷”的多少，以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況，然后達(dá)到控制漏極電流的目的。在制造管子時(shí)，通過(guò)工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子，故在交界面的另一側(cè)能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷，這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通，形成了導(dǎo)電溝道，即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓改變時(shí)，溝道內(nèi)被感應(yīng)的電荷量也改變，導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。

　　場(chǎng)效應(yīng)管的工作方式有兩種：當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的稱(chēng)為耗盡型；當(dāng)柵壓為零，漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱(chēng)為增強(qiáng)型。

　　作用

　　1.場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)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(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。

　　3.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。

　　4.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。

　　5.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān)。

　　使用優(yōu)勢(shì)

　　場(chǎng)效應(yīng)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(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。

　　場(chǎng)效應(yīng)管

　　場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱(chēng)之為單極型器件，而晶體管是既有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電，被稱(chēng)之為雙極型器件。

　　有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。

　　場(chǎng)效應(yīng)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(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　對(duì)比

　　場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的各自應(yīng)用特點(diǎn)

　　1.場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。

　　2.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由vGS控制iD，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制iC。

　　場(chǎng)效應(yīng)管

　　3.場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流（ig»0）；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的柵極輸入電阻比三極管的輸入電阻高。

　　4.場(chǎng)效應(yīng)管是由多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。

　　5.場(chǎng)效應(yīng)管在源極金屬與襯底連在一起時(shí)，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí)，其特性差異很大，β值將減小很多。

　　6.場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。

　　7.場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開(kāi)關(guān)電路，但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。

　　8.三極管導(dǎo)通電阻大，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現(xiàn)用電器件上，一般都用場(chǎng)效應(yīng)管做開(kāi)關(guān)來(lái)用，他的效率是比較高的。

　　場(chǎng)效應(yīng)管與雙極性晶體管的比較

　　場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，柵極基本不取電流，而晶體管是電流控制器件，基極必須取一定的電流。因此，丟信號(hào)源額定電流極小的情況，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。

　　場(chǎng)效應(yīng)管是多子導(dǎo)電，而晶體管的兩種載流子均參與導(dǎo)電。由于少子的濃度對(duì)溫度、輻射等外界條件很敏感，因此，對(duì)于環(huán)境變化較大的場(chǎng)合，采用場(chǎng)效應(yīng)管比較合適。

　　場(chǎng)效應(yīng)管除了和晶體管一樣可作為放大器件及可控開(kāi)關(guān)外，還可作壓控可變線性電阻使用。

　　場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極在結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱(chēng)的，可以互換使用，耗盡型MOS管的柵——源電壓可正可負(fù)。因此，使用場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管靈活。

　　2、型號(hào)命名

　　有兩種命名方法。

　　第一種命名方法與雙極型三極管相同，第三位字母J代表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，O代表絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型層是N溝道；C是N型硅P溝道。例如,3DJ6D是結(jié)型P溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管，3DO6C是絕緣柵型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管。

　　第二種命名方法是CS××#，CS代表場(chǎng)效應(yīng)管，××以數(shù)字代表型號(hào)的序號(hào)，#用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格。例如CS14A、CS45G等。

　　3、主要參數(shù)

　　直流參數(shù)

　　飽和漏極電流IDSS它可定義為：當(dāng)柵、源極之間的電壓等于零，而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的漏極電流。

　　夾斷電壓UP它可定義為：當(dāng)UDS一定時(shí)，使ID減小到一個(gè)微小的電流時(shí)所需的UGS。

　　場(chǎng)效應(yīng)管

　　開(kāi)啟電壓UT它可定義為：當(dāng)UDS一定時(shí)，使ID到達(dá)某一個(gè)數(shù)值時(shí)所需的UGS。

　　交流參數(shù)

　　低頻跨導(dǎo)gm它是描述柵、源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。

　　極間電容場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)電極之間的電容，它的值越小表示管子的性能越好。

　　極限參數(shù)

　　漏、源擊穿電壓當(dāng)漏極電流急劇上升時(shí)，產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的UDS。

　　柵極擊穿電壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，柵、源極之間的PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài)，若電流過(guò)高，則產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象。

　　4、測(cè)量方法

　　電阻法測(cè)電極

　　根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象，可以判別出結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法：將萬(wàn)用表?yè)茉赗×1k檔上，任選兩個(gè)電極，分別測(cè)出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向電阻值相等，且為幾千歐姆時(shí)，則該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。因?yàn)閷?duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極G。也可以將萬(wàn)用表的黑表筆（紅表筆也行）任意接觸一個(gè)電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極，測(cè)其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測(cè)得的電阻值近似相等時(shí)，則黑表筆所接觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大，說(shuō)明是PN結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測(cè)出的電阻值均很小，說(shuō)明是正向PN結(jié)，即是正向電阻，判定為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測(cè)試，直到判別出柵極為止。

　　電阻法測(cè)好壞

　　測(cè)電阻法是用萬(wàn)用表測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極G1與柵極G2之間的電阻值同場(chǎng)效應(yīng)管手冊(cè)標(biāo)明的電阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法：首先將萬(wàn)用表置于R×10或R×100檔，測(cè)量源極S與漏極D之間的電阻，通常在幾十歐到幾千歐范圍（在手冊(cè)中可知，各種不同型號(hào)的管，其電阻值是各不相同的），如果測(cè)得阻值大于正常值，可能是由于內(nèi)部接觸不良；如果測(cè)得阻值是無(wú)窮大，可能是內(nèi)部斷極。然后把萬(wàn)用表置于R×10k檔，再測(cè)柵極G1與G2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻值，當(dāng)測(cè)得其各項(xiàng)電阻值均為無(wú)窮大，則說(shuō)明管是正常的；若測(cè)得上述各阻值太小或?yàn)橥?，則說(shuō)明管是壞的。要注意，若兩個(gè)柵極在管內(nèi)斷極，可用元件代換法進(jìn)行檢測(cè)。

　　測(cè)放大能力

　　用感應(yīng)信號(hào)法具體方法：用萬(wàn)用表電阻的R×100檔，紅表筆接源極S，黑表筆接漏極D，給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓，此時(shí)表針指示出的漏源極間的電阻值。然后用手捏住結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G，將人體的感應(yīng)電壓信號(hào)加到柵極上。這樣，由于管的放大作用，漏源電壓VDS和漏極電流Ib都要發(fā)生變化，也就是漏源極間電阻發(fā)生了變化，由此可以觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極表針擺動(dòng)較小，說(shuō)明管的放大能力較差；表針擺動(dòng)較大，表明管的放大能力大；若表針不動(dòng)，說(shuō)明管是壞的。

　　根據(jù)上述方法，用萬(wàn)用表的R×100檔，測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ2F。先將管的G極開(kāi)路，測(cè)得漏源電阻RDS為600Ω，用手捏住G極后，表針向左擺動(dòng)，指示的電阻RDS為12kΩ，表針擺動(dòng)的幅度較大，說(shuō)明該管是好的，并有較大的放大能力。

　　運(yùn)用這種方法時(shí)要說(shuō)明幾點(diǎn)：首先，在測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管用手捏住柵極時(shí)，萬(wàn)用表針可能向右擺動(dòng)（電阻值減?。部赡芟蜃髷[動(dòng)（電阻值增加）。這是由于人體感應(yīng)的交流電壓較高，而不同的場(chǎng)效應(yīng)管用電阻檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同（或者工作在飽和區(qū)或者在不飽和區(qū)）所致，試驗(yàn)表明，多數(shù)管的RDS增大，即表針向左擺動(dòng)；少數(shù)管的RDS減小，使表針向右擺動(dòng)。但無(wú)論表針擺動(dòng)方向如何，只要表針擺動(dòng)幅度較大，就說(shuō)明管有較大的放大能力。第二，此方法對(duì)MOS場(chǎng)效應(yīng)管也適用。但要注意，MOS場(chǎng)效應(yīng)管的輸人電阻高，柵極G允許的感應(yīng)電壓不應(yīng)過(guò)高，所以不要直接用手去捏柵極，必須用于握螺絲刀的絕緣柄，用金屬桿去碰觸柵極，以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極，引起柵極擊穿。第三，每次測(cè)量完畢，應(yīng)當(dāng)G-S極間短路一下。這是因?yàn)镚-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷，建立起VGS電壓，造成再進(jìn)行測(cè)量時(shí)表針可能不動(dòng)，只有將G-S極間電荷短路放掉才行。

　　無(wú)標(biāo)示管的判別

　　首先用測(cè)量電阻的方法找出兩個(gè)有電阻值的管腳，也就是源極S和漏極D，余下兩個(gè)腳為第一柵極G1和第二柵極G2。把先用兩表筆測(cè)的源極S與漏極D之間的電阻值記下來(lái)，對(duì)調(diào)表筆再測(cè)量一次，把其測(cè)得電阻值記下來(lái)，兩次測(cè)得阻值較大的一次，黑表筆所接的電極為漏極D；紅表筆所接的為源極S。用這種方法判別出來(lái)的S、D極，還可以用估測(cè)其管的放大能力的方法進(jìn)行驗(yàn)證，即放大能力大的黑表筆所接的是D極；紅表筆所接地是S極，兩種方法檢測(cè)結(jié)果均應(yīng)一樣。當(dāng)確定了漏極D、源極S的位置后，按D、S的對(duì)應(yīng)位置裝人電路，一般G1、G2也會(huì)依次對(duì)準(zhǔn)位置，這就確定了兩個(gè)柵極G1、G2的位置，從而就確定了D、S、G1、G2管腳的順序。

　　判斷跨導(dǎo)的大小

　　測(cè)反向電阻值的變化判斷跨導(dǎo)的大小.對(duì)VMOSV溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量跨導(dǎo)性能時(shí)，可用紅表筆接源極S、黑表筆接漏極D，這就相當(dāng)于在源、漏極之間加了一個(gè)反向電壓。此時(shí)柵極是開(kāi)路的，管的反向電阻值是很不穩(wěn)定的。將萬(wàn)用表的歐姆檔選在R×10kΩ的高阻檔，此時(shí)表內(nèi)電壓較高。當(dāng)用手接觸柵極G時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)管的反向電阻值有明顯地變化，其變化越大，說(shuō)明管的跨導(dǎo)值越高；如果被測(cè)管的跨導(dǎo)很小，用此法測(cè)時(shí)，反向阻值變化不大。

　　5、判斷方法

　　結(jié)型場(chǎng)管腳識(shí)別

　　場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極，源極和漏極分別對(duì)應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極。將萬(wàn)用表置于R×1k檔，用兩表筆分別測(cè)量每?jī)蓚€(gè)管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等，均為數(shù)KΩ時(shí)，則這兩個(gè)管腳為漏極D和源極S（可互換），余下的一個(gè)管腳即為柵極G。對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。

　　判定柵極

　　用萬(wàn)用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表筆分別碰觸另外兩個(gè)電極。若兩次測(cè)出的阻值都很大，說(shuō)明均是反向電阻，該管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。制造工藝決定了場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱(chēng)的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。

　　注意不能用此法判定絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。因?yàn)檫@種管子的輸入電阻極高，柵源間的極間電容又很小，測(cè)量時(shí)只要有少量的電荷，就可在極間電容上形成很高的電壓，容易將管子損壞。

　　估測(cè)放大能力

　　將萬(wàn)用表?yè)艿絉×100檔，紅表筆接源極S，黑表筆接漏極D，相當(dāng)于給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓。這時(shí)表針指示出的是D-S極間電阻值。然后用手指捏柵極G，將人體的感應(yīng)電壓作為輸入信號(hào)加到柵極上。由于管子的放大作用，UDS和ID都將發(fā)生變化，也相當(dāng)于D-S極間電阻發(fā)生變化，可觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極時(shí)表針擺動(dòng)很小，說(shuō)明管子的放大能力較弱；若表針不動(dòng)，說(shuō)明管子已經(jīng)損壞。由于人體感應(yīng)的50Hz交流電壓較高，而不同的場(chǎng)效應(yīng)管用電阻檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同，因此用手捏柵極時(shí)表針可能向右擺動(dòng)，也可能向左擺動(dòng)。少數(shù)的管子RDS減小，使表針向右擺動(dòng)，多數(shù)管子的RDS增大，表針向左擺動(dòng)。無(wú)論表針的擺動(dòng)方向如何，只要能有明顯地?cái)[動(dòng)，就說(shuō)明管子具有放大能力。

　　本方法也適用于測(cè)MOS管。為了保護(hù)MOS場(chǎng)效應(yīng)管，必須用手握住螺釘旋具絕緣柄，用金屬桿去碰柵極，以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極上，將管子損壞。

　　MOS管每次測(cè)量完畢，G-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷，建立起電壓UGS，再接著測(cè)時(shí)表針可能不動(dòng)，此時(shí)將G-S極間短路一下即可。

　　6、產(chǎn)品特性

　　(1)轉(zhuǎn)移特性：柵極電壓對(duì)漏極電流的控制作用稱(chēng)為轉(zhuǎn)移特性。

　　(2)輸出特性： UDS與ID的關(guān)系稱(chēng)為輸出特性。

　　(3)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的放大作用：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的放大作用一般指的是電壓放大作用。

　　7、電氣特性

　　場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管在電氣特性方面的主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：

　　貼片場(chǎng)效應(yīng)管

　　1：場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，管子的導(dǎo)電情況取決于柵極電壓的高低。晶體管是電流控制器件，管子的導(dǎo)電情況取決于基極電流的大小。

 　　2：場(chǎng)效應(yīng)管漏源靜態(tài)伏安特性以柵極電壓UGS為參變量，晶體管輸出特性曲線以基極電流Ib 為參變量。

　　3：場(chǎng)效應(yīng)管電流IDS與柵極UGS之間的關(guān)系由跨導(dǎo)Gm 決定，晶體管電流Ic與Ib 之間的關(guān)系由放大系數(shù)β決定。也就是說(shuō)，場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力用Gm 衡量，晶體管的放大能力用β衡量。

　　4：場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗很大，輸入電流極小；晶體管輸入阻抗很小，在導(dǎo)電時(shí)輸入電流較大。

　　5：一般場(chǎng)效應(yīng)管功率較小，晶體管功率較大。

　　8、注意事項(xiàng)

　?。?）為了安全使用場(chǎng)效應(yīng)管，在線路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。

　?。?）各類(lèi)型場(chǎng)效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中，要遵守場(chǎng)效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源漏之間是PN結(jié)，N溝道管柵極不能加正偏壓；P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓，等等。

　?。?）MOS場(chǎng)效應(yīng)管由于輸入阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場(chǎng)效應(yīng)管放入塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。

　?。?）為了防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地；管腳在焊接時(shí)，先焊源極；在連入電路之前，管的全部引線端保持互相短接狀態(tài)，焊接完后才把短接材料去掉；從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等；當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接場(chǎng)效應(yīng)管是比較方便的，并且確保安全；在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)必須注意。

　?。?）在安裝場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件；為了防管件振動(dòng)，有必要將管殼體緊固起來(lái)；管腳引線在彎曲時(shí)，應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行，以防止彎斷管腳和引起漏氣等。

　?。?）使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例，該管子加裝140×140×4（mm）的散熱器后，最大功率才能達(dá)到30W。

　　(7）多管并聯(lián)后，由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加，使放大器的高頻特性變壞，通過(guò)反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此，并聯(lián)復(fù)合管管子一般不超過(guò)4個(gè)，而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。

　?。?）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵源電壓不能接反，可以在開(kāi)路狀態(tài)下保存，而絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管在不使用時(shí)，由于它的輸入電阻非常高，須將各電極短路，以免外電場(chǎng)作用而使管子損壞。

　?。?）焊接時(shí)，電烙鐵外殼必須裝有外接地線，以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子。對(duì)于少量焊接，也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，要按源極－漏極－柵極的先后順序焊接，并且要斷電焊接。

　?。?0）用25W電烙鐵焊接時(shí)應(yīng)迅速，若用45～75W電烙鐵焊接，應(yīng)用鑷子夾住管腳根部以幫助散熱。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管可用表電阻檔定性地檢查管子的質(zhì)量（檢查各PN結(jié)的正反向電阻及漏源之間的電阻值），而絕緣柵場(chǎng)效管不能用萬(wàn)用表檢查，必須用測(cè)試儀，而且要在接入測(cè)試儀后才能去掉各電極短路線。取下時(shí)，則應(yīng)先短路再取下，關(guān)鍵在于避免柵極懸空。

　　在要求輸入阻抗較高的場(chǎng)合使用時(shí)，必須采取防潮措施，以免由于溫度影響使場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻降低。如果用四引線的場(chǎng)效應(yīng)管，其襯底引線應(yīng)接地。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性，應(yīng)注意避光使用。

　　對(duì)于功率型場(chǎng)效應(yīng)管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨?chǎng)效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用，必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫度不超過(guò)額定值，使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。

　　總之，確保場(chǎng)效應(yīng)管安全使用，要注意的事項(xiàng)是多種多樣，采取的安全措施也是各種各樣，廣大的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，特別是廣大的電子愛(ài)好者，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好場(chǎng)效應(yīng)管。

　　9、應(yīng)用領(lǐng)域

　　場(chǎng)效應(yīng)管（fet）是電場(chǎng)效應(yīng)控制電流大小的單極型半導(dǎo)體器件。在其輸入端基本不取電流或電流極小，具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、制造工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中被應(yīng)用。

　　場(chǎng)效應(yīng)器件憑借其低功耗、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在集成電路中已經(jīng)有逐漸取代三極管的趨勢(shì)。但它還是非常嬌貴的，雖然多數(shù)已經(jīng)內(nèi)置了保護(hù)二極管，但稍不注意，也會(huì)損壞。所以在應(yīng)用中還是小心為妙。

　　10、類(lèi)型

　　標(biāo)準(zhǔn)電壓下的耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管。從左到右依次依次為：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，多晶硅金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，雙柵極金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，金屬柵極金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。 耗盡層 , 電子 , 空穴 ,金屬,絕緣體. 上方：源極，下方：漏極，左方：柵極，右方：主體。電壓導(dǎo)致溝道形成的細(xì)節(jié)沒(méi)有畫(huà)出

　　摻雜FET（解釋如下）的溝道用來(lái)制造N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。在耗盡模式的FET下，漏和源可能被摻雜成不同類(lèi)型至溝道?；蛘咴谔岣吣Ｊ较碌腇ET，它們可能被摻雜成相似類(lèi)型。場(chǎng)效應(yīng)晶體管根據(jù)絕緣溝道和柵的不同方法而區(qū)分。FET的類(lèi)型有：

　　DEPFET（Depleted FET）是一種在完全耗盡基底上制造，同時(shí)用為一個(gè)感應(yīng)器、放大器和記憶極的FET。它可以用作圖像（光子）感應(yīng)器。

　　DGMOFET（Dual-gate MOSFET）是一種有兩個(gè)柵極的MOSFET。

　　DNAFET是一種用作生物感應(yīng)器的特殊FET，它通過(guò)用單鏈DNA分子制成的柵極去檢測(cè)相配的DNA鏈。

　　FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET）是一種用于提供非?？斓闹貑ⅲP(guān)閉）體二極管的特殊FET。

　　HEMT（高電子遷移率晶體管，High Electron Mobility Transistor），也被稱(chēng)為HFET（異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，heterostructure FET），是運(yùn)用帶隙工程在三重半導(dǎo)體例如AlGaAs中制造的。完全耗盡寬帶隙造成了柵極和體之間的絕緣。

　　IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一種用于電力控制的器件。它和類(lèi)雙極主導(dǎo)電溝道的MOSFET的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。它們一般用于漏源電壓范圍在200-3000伏的運(yùn)行。功率MOSFET仍然被選擇為漏源電壓在1到200伏時(shí)的器件.

　　ISFET是離子敏感的場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Ion-Sensitive Field Effect Transistor）,它用來(lái)測(cè)量溶液中的離子濃度。當(dāng)離子濃度（例如pH值）改變，通過(guò)晶體管的電流將相應(yīng)的改變。

　　JFET用相反偏置的p-n結(jié)去分開(kāi)柵極和體。

　　MESFET（Metal-Semiconductor FET）用一個(gè)肖特基勢(shì)壘替代了JFET的PN結(jié)；它用于GaAs和其它的三五族半導(dǎo)體材料。

　　MODFET（Modulation-Doped FET）用了一個(gè)由篩選過(guò)的活躍區(qū)摻雜組成的量子阱結(jié)構(gòu)。

　　MOSFET用一個(gè)絕緣體（通常是二氧化硅）于柵和體之間。

　　NOMFET是納米粒子有機(jī)記憶場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Nanoparticle Organic Memory FET）。

　　OFET是有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Organic FET），它在它的溝道中用有機(jī)半導(dǎo)體。