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场效应管（三）

2025-03-06

测试方法

结型场管脚识别
场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。
判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很大，说明均是反向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。
注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。
估测放大能力
将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。
本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。
MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。

产品特性

(1)转移特性：栅极电压对漏极电流的控制作用称为转移特性。
(2)输出特性： UDS与ID的关系称为输出特性。
(3)结型场效应管的放大作用：结型场效应管的放大作用一般指的是电压放大作用。

电气特性

场效应管与晶体管在电气特性方面的主要区别有以下几点：
贴片场效应管
1：场效应管是电压控制器件，管子的导电情况取决于栅极电压的高低。晶体管是电流控制器件，管子的导电情况取决于基极电流的大小。 2：场效应管漏源静态伏安特性以栅极电压UGS为参变量，晶体管输出特性曲线以基极电流Ib 为参变量。
3：场效应管电流IDS与栅极UGS之间的关系由跨导Gm 决定，晶体管电流Ic与Ib 之间的关系由放大系数β决定。也就是说，场效应管的放大能力用Gm 衡量，晶体管的放大能力用β衡量。
4：场效应管的输入阻抗很大，输入电流极小；晶体管输入阻抗很小，在导电时输入电流较大。
5：一般场效应管功率较小，晶体管功率较大。

参数符号

注意事项

（1）为了安全使用场效应管，在线路的设计中不能超过管的耗散功率，最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限值。
（2）各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的偏置接入电路中，要遵守场效应管偏置的极性。如结型场效应管栅源漏之间是PN结，N沟道管栅极不能加正偏压；P沟道管栅极不能加负偏压，等等。
（3）MOS场效应管由于输入阻抗极高，所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意，不能将MOS场效应管放入塑料盒子内，保存时最好放在金属盒内，同时也要注意管的防潮。
（4）为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地；管脚在焊接时，先焊源极；在连入电路之前，管的全部引线端保持互相短接状态，焊接完后才把短接材料去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等；当然，如果能采用先进的气热型电烙铁，焊接场效应管是比较方便的，并且确保安全；在未关断电源时，绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用场效应管时必须注意。
（5）在安装场效应管时，注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件；为了防管件振动，有必要将管壳体紧固起来；管脚引线在弯曲时，应当大于根部尺寸5毫米处进行，以防止弯断管脚和引起漏气等。
（6）使用VMOS管时必须加合适的散热器后。以VNF306为例，该管子加装140×140×4（mm）的散热器后，最大功率才能达到30W。
（7）多管并联后，由于极间电容和分布电容相应增加，使放大器的高频特性变坏，通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。为此，并联复合管管子一般不超过4个，而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。
（8）结型场效应管的栅源电压不能接反，可以在开路状态下保存，而绝缘栅型场效应管在不使用时，由于它的输入电阻非常高，须将各电极短路，以免外电场作用而使管子损坏。
（9）焊接时，电烙铁外壳必须装有外接地线，以防止由于电烙铁带电而损坏管子。对于少量焊接，也可以将电烙铁烧热后拔下插头或切断电源后焊接。特别在焊接绝缘栅场效应管时，要按源极－漏极－栅极的先后顺序焊接，并且要断电焊接。
（10）用25W电烙铁焊接时应迅速，若用45～75W电烙铁焊接，应用镊子夹住管脚根部以帮助散热。结型场效应管可用表电阻档定性地检查管子的质量（检查各PN结的正反向电阻及漏源之间的电阻值），而绝缘栅场效管不能用万用表检查，必须用测试仪，而且要在接入测试仪后才能去掉各电极短路线。取下时，则应先短路再取下，关键在于避免栅极悬空。
在要求输入阻抗较高的场合使用时，必须采取防潮措施，以免由于温度影响使场效应管的输入电阻降低。如果用四引线的场效应管，其衬底引线应接地。陶瓷封装的芝麻管有光敏特性，应注意避光使用。
对于功率型场效应管，要有良好的散热条件。因为功率型场效应管在高负荷条件下运用，必须设计足够的散热器，确保壳体温度不超过额定值，使器件长期稳定可靠地工作。
总之，确保场效应管安全使用，要注意的事项是多种多样，采取的安全措施也是各种各样，广大的专业技术人员，特别是广大的电子爱好者，都要根据自己的实际情况出发，采取切实可行的办法，安全有效地用好场效应管。

应用领域

场效应管（fet）是电场效应控制电流大小的单极型半导体器件。在其输入端基本不取电流或电流极小，具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、制造工艺简单等特点，在大规模和超大规模集成电路中被应用。
场效应器件凭借其低功耗、性能稳定、抗辐射能力强等优势，在集成电路中已经有逐渐取代三极管的趋势。但它还是非常娇贵的，虽然多数已经内置了保护二极管，但稍不注意，也会损坏。所以在应用中还是小心为妙。

类型

标准电压下的耗尽型场效应管。从左到右依次依次为：结型场效应管，多晶硅金属—氧化物—半导体场效应管，双栅极金属—氧化物—半导体场效应管，金属栅极金属—氧化物—半导体场效应管，金属半导体场效应管。耗尽层 , 电子 , 空穴 ,金属,绝缘体. 上方：源极，下方：漏极，左方：栅极，右方：主体。电压导致沟道形成的细节没有画出

掺杂FET（解释如下）的沟道用来制造N型半导体或P型半导体。在耗尽模式的FET下，漏和源可能被掺杂成不同类型至沟道。或者在提高模式下的FET，它们可能被掺杂成相似类型。场效应晶体管根据绝缘沟道和栅的不同方法而区分。FET的类型有：
DEPFET（Depleted FET）是一种在完全耗尽基底上制造，同时用为一个感应器、放大器和记忆极的FET。它可以用作图像（光子）感应器。
DGMOFET（Dual-gate MOSFET）是一种有两个栅极的MOSFET。
DNAFET是一种用作生物感应器的特殊FET，它通过用单链DNA分子制成的栅极去检测相配的DNA链。
FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET）是一种用于提供非常快的重启（关闭）体二极管的特殊FET。
HEMT（高电子迁移率晶体管，High Electron Mobility Transistor），也被称为HFET（异质结场效应晶体管，heterostructure FET），是运用带隙工程在三重半导体例如AlGaAs中制造的。完全耗尽宽带隙造成了栅极和体之间的绝缘。
IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种用于电力控制的器件。它和类双极主导电沟道的MOSFET的结构类似。它们一般用于漏源电压范围在200-3000伏的运行。功率MOSFET仍然被选择为漏源电压在1到200伏时的器件.
ISFET是离子敏感的场效应晶体管（Ion-Sensitive Field Effect Transistor）,它用来测量溶液中的离子浓度。当离子浓度（例如pH值）改变，通过晶体管的电流将相应的改变。
JFET用相反偏置的p-n结去分开栅极和体。
MESFET（Metal-Semiconductor FET）用一个肖特基势垒替代了JFET的PN结；它用于GaAs和其它的三五族半导体材料。
MODFET（Modulation-Doped FET）用了一个由筛选过的活跃区掺杂组成的量子阱结构。
MOSFET用一个绝缘体（通常是二氧化硅）于栅和体之间。
NOMFET是纳米粒子有机记忆场效应晶体管（Nanoparticle Organic Memory FET）。
OFET是有机场效应晶体管（Organic FET），它在它的沟道中用有机半导体。

场效应管与晶体管的比较

（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。

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