场效应晶体管，简称场效应管，它是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，可应用于放大、可变电阻等作用。场效应晶体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晶体管集成在一块硅片上，使得它在大规模集成电路中得到了广泛的应用，如在一些电子设备的电路设计与研发中，不仅是开关电源电路，还是携带式电子设备的电路，都使用了场效应晶体管。小编在文中会介绍场效应晶体管的特性、作用、如何识别其引脚，及如何去正确选择场效应晶体管。

场效应晶体管有什么特性？

（1）场效应管是电压控制器件，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏极电流）；

（2）场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻（107～1012Ω）很大。

（3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好；

（4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；

（5）场效应管的抗辐射能力强；

（6）由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。

场效应晶体管的作用是什么？

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。

如何识别场效应晶体管的引脚？

对于下图(a)所示的金属管帽封装的三引脚圆柱状场效应管，其管帽下有一个小凸口，把引脚对着自己，从凸口开始沿顺时针方向数，如果是结型场效应管，依次为源极S、漏极D和栅极G；如果是绝缘栅型场效应管，则依次为D、G和S脚。对于塑料封装的半圆柱状结型场效应管，其3个引线脚呈“一字形”排列，面对标有型号的一面，从左到右依次为S、D、G脚。对于下图(b)所示的金属管帽封装的四引脚绝缘栅型场效应管，其增加的第4引脚有两种可能，如果是普通增强型MOS场效应管，则该脚为“衬底”引脚；如果是双栅MOS管，则该脚为第二栅极引脚。

对于有4个引脚的结型场效应晶体管，其增加的第4脚一般是屏蔽极（使用中接地）。对于大功率场效应晶体管，将管子有字面朝自己、引脚朝下，从左至右其引脚排列顺序基本上都是“G、D、S”，并且散热片接通D极。，当遇到型号、封装和引脚排列不熟悉的场效应晶体管时，就要查阅有关资料或用万用表检测辨认后再接入电路。

场效应晶体管的电路符号

其中结型场效应管的图形符号中，竖直线表示能导电的沟道，竖直线顶部的一条直角线表示漏极D，竖直线底部的一条直角线表示源极S，竖直线左面带箭头的直线表示栅极G。同普通晶体三极管一样，箭头指向表示从P型指向N型材料，从箭头指向就可以知道是哪种沟道的结型场效应管，，很显然，图形符号中箭头指向“沟道”，表示是N型沟道结型场效应管；箭头背离“沟道”，表示是P型沟道结型场效应管。由于结型管的源极S和漏极D在制造工艺上是对称的，所以图形符号画法也很对称，表示在实际应用中这两个电极可以对换使用。在绝缘栅型场效应管的图形符号中，栅极G都不带箭头，不与“沟道”竖直线接触，表示管中栅极G与漏极D.源极S是绝缘的，以区别于结型场效应管。将表示沟道结型的“箭头”改画在“沟道”中间表示“衬底”的水平线上，即箭头指向“沟道”，表示是N型沟道绝缘栅型场效应管；箭头背离“沟道”，表示是P型沟道绝缘栅型场效应管。另外，箭头线画的短，表示衬底无引出线；箭头线画的稍长，表示衬底有引出线；箭头线与源极S相连，表示衬底在管子内部已经与源极连接。对于增强型的管子，还将“沟道”线画成3截，表示在零栅压下这种管子是没有导电沟道的，以区别于耗尽型MOS管和结型场效应管。可见，掌握了场效应晶体管的这些图形符号，就等于掌握了场效应晶体管的种类，这对分析电路和正确运用场效应晶体管都很重要。

跟普通晶体三极管一样，以前场效应晶体管的旧图形符号均用圆圈表示外壳，现已废弃不再画出圆圈。不过我们翻阅以前的电路图或图书时，会看到带有圆圈的场效应晶体管图形符号。

场效应晶体管的文字符号与普通晶体三极管的文字符号相同，常用VT（旧符号为BG）或V表示，在电路图中常写在图形符号旁边。若电路图中有多只同类元器件时，按常规就在文字后面或右下角标上数字，以示区别，如VT1、VT2-文字符号的下边，一般标出场效应晶体管的型号。

如何正确挑选场效应晶体管?

　　沟道类型

　　挑选好场效应晶体管电子元件的第一步是取决选用N沟道或是P沟道场效应晶体管。在典型的功率使用中，当一个场效应晶体管接地，而负载接入到干线电压上时，该场效应晶体管就组成了低压侧开关。在低压侧开关中，应选用N沟道场效应晶体管，它是出自于对关闭或导通电子元件所要电压的考虑。当场效应晶体管接入到总线及负载接地时，就需要用高压侧开关。一般会在这一拓扑中选用P沟道场效应晶体管，这又是出于对电压驱动的考虑。

　　额定电压

　　明确需用的额定电压，或是电子元件能够承载的最高电压。额定电压越大，电子元件的成本就越高。按照实践证明，额定电压应该高于干线电压或总线电压。这样才可以提供足够的保护，使场效应晶体管不会失灵。

　　对于选择场效应晶体管来讲，务必明确漏极至源极间将会承载的最高电压，即最大VDS。了解场效应晶体管能承载的最高电压会随温度而变动这点非常关键，应必须在整个操作温度范围内检测电压的变动范围。额定电压一定要有足够的余量覆盖这一变动范围，保障电路不会无效。需要考虑的其它安全因素包含由开关电子产品(如电机或变压器)引起的电压瞬变。不同使用的额定电压也各有不同;一般来说，便携式设备为20V、FPGA电源为20～30V、85～220VAC应用为450～600V。

　    额定电流

　　该额定电流应是负载在全部状态下可以承载的最高电流。与电压的情形类似，保证选定的场效应晶体管能经受这一额定电流，即便在系统造成尖峰电流时。要考虑的两个电流情形是持续模式和脉冲尖峰。在持续导通模式下，场效应晶体管处在稳态，这时电流持续通过电子元件。脉冲尖峰指的是有大量电涌(或尖峰电流)流经电子元件。一旦明确了这些条件下的最高电流，只需直接挑选能承载这个最高电流的电子元件便可。

　　开关性能

　　影响开关性能的参数有很多，但最关键的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在电子元件中产生开关损耗，因为在每一次开关时都要对它们充电。场效应晶体管的开关速度因而被减少，电子元件效率也降低。为计算开关过程中电子元件的总耗损，要计算开通过程中的耗损(Eon)和关闭过程中的耗损(Eoff)。场效应晶体管开关的总功率可用如下方程表达：Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。

　　导通损耗

　　在实际情况下，场效应晶体管并不一定是理想的电子元件，归因于在导电过程中会有电能消耗，这叫做导通损耗。场效应晶体管在“导通”时好比一个可变电阻，由电子元件的RDS(ON)所确认，并随温度而明显变动。电子元件的功率损耗可由Iload2×RDS(ON)估算，因为导通电阻随温度变动，因而功率损耗也会随着按占比变动。对场效应晶体管施加的电压VGS越高，RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微升高。关于RDS(ON)电阻的各类电气叁数变动可在生产商出示的技术资料表里得知。

　　系统散热

　　须考虑二种不一样的情况，即最坏情况和具体情况。提议选用针对最坏情况的计算结果，由于这一结论提供更大的安全余量，能确保系统不易失灵。在场效应晶体管的材料表上还有一些必须留意的测量数据;电子元件的结温相当于最大环境温度再加热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散])。依据这个式子可解出系统的最大功率损耗，即按定义相当于I2×RDS(ON)。我们已即将通过电子元件的最大电流，能够估算出不同溫度下的RDS(ON)。此外，也要搞好电路板以及场效应晶体管的散热。

　　雪崩击穿指的是半导体器件上的反向电压超出最高值，并产生强电场使电子元件内电流增加。晶片尺寸的增加会增强抗雪崩能力，最后提高电子元件的稳健性。因而挑选更大的封裝件能够有效避免雪崩。