一文读懂场效应管

　　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。

一、场效应管定义

　　场效应管场效应晶体管（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。

二、场效应管特点

　　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、热稳定性好等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.

三、场效应管作用

　　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.

四、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.

五、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-漏电容

　　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）

　　IDS---漏源电流

　　IDSM---最大漏源电流

　　IDSS---栅-源短路时，漏极电流

　　IDS(sat)---沟道饱和电流（漏源饱和电流）

　　IG---栅极电流（直流）

　　IGF---正向栅电流

　　IGR---反向栅电流

　　IGDO---源极开路时，截止栅电流

　　IGSO---漏极开路时，截止栅电流

　　IGM---栅极脉冲电流

　　IGP---栅极峰值电流

　　IF---二极管正向电流

　　IGSS---漏极短路时截止栅电流

　　IDSS1---对管第一管漏源饱和电流

　　IDSS2---对管第二管漏源饱和电流

　　Iu---衬底电流

　　Ipr---电流脉冲峰值（外电路参数）

　　gfs---正向跨导

　　Gp---功率增益

　　Gps---共源极中和高频功率增益

　　GpG---共栅极中和高频功率增益

　　GPD---共漏极中和高频功率增益

　　ggd---栅漏电导

　　gds---漏源电导

　　K---失调电压温度系数

　　Ku---传输系数

　　L---负载电感（外电路参数）

　　LD---漏极电感

　　Ls---源极电感

　　rDS---漏源电阻

　　rDS(on)---漏源通态电阻

　　rDS(of)---漏源断态电阻

　　rGD---栅漏电阻

　　rGS---栅源电阻

　　Rg---栅极外接电阻（外电路参数）

　　RL---负载电阻（外电路参数）

　　R(th)jc---结壳热阻

　　R(th)ja---结环热阻

　　PD---漏极耗散功率

　　PDM---漏极最大允许耗散功率

　　PIN--输入功率

　　POUT---输出功率

　　PPK---脉冲功率峰值（外电路参数）

　　to(on)---开通延迟时间

　　td(off)---关断延迟时间

　　TI---上升时间

　　ton---开通时间

　　toff---关断时间

　　tf---下降时间

　　trr---反向恢复时间

　　Tj---结温

　　Tjm---最大允许结温

　　Ta---环境温度

　　Tc---管壳温度

　　Tstg---贮成温度

　　VDS---漏源电压（直流）

　　VGS---栅源电压（直流）

　　VGSF--正向栅源电压（直流）

　　VGSR---反向栅源电压（直流）

　　VDD---漏极（直流）电源电压（外电路参数）

　　VGG---栅极（直流）电源电压（外电路参数）

　　Vss---源极（直流）电源电压（外电路参数）

　　VGS(th)---开启电压或阀电压

　　V（BR）DSS---漏源击穿电压

　　V（BR）GSS---漏源短路时栅源击穿电压

　　VDS(on)---漏源通态电压

　　VDS(sat)---漏源饱和电压

　　VGD---栅漏电压（直流）

　　Vsu---源衬底电压（直流）

　　VDu---漏衬底电压（直流）

　　VGu---栅衬底电压（直流）

　　Zo---驱动源内阻

　　η---漏极效率（射频功率管）

　　Vn---噪声电压

　　aID---漏极电流温度系数

　　ards---漏源电阻温度系数

六、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.

七、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.

　　晶体三极管与场效应管工作原理完全不同，但是各极可以近似对应以便于理解和设计：

　　晶体管： 基极 发射极 集电极

　　场效应管 ： 栅极 源极 漏极

　　要注意的是，晶体管(NPN型)设计发射极电位比基极电位低(约0.6V)，场效应管源极电位比栅极电位高（约0.4V)。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.