場效應(yīng)管是電壓控制型器件,且是單極型器件.
場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應(yīng)管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo)電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,具有輸入電阻高(108~109Ω)、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者
場效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)因有兩個PN結(jié)而得名,絕緣柵型場效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應(yīng)管中,應(yīng)用最為廣泛的是MOS場效應(yīng)管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應(yīng)管,以及最近剛問世的πMOS場效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導(dǎo)體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分,場效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強型。結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強型的。
場效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)晶體管。而MOS場效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。
場效應(yīng)管的參數(shù)
場效應(yīng)管的參數(shù)很多,包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù),但一般使用時關(guān)注以下主要參數(shù):
1、I DSS — 飽和漏源電流。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,柵極電壓U GS=0時的漏源電流。
2、UP — 夾斷電壓。是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。
3、UT — 開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時的柵極電壓。
4、gM — 跨導(dǎo)。是表示柵源電壓U GS — 對漏極電流I D的控制能力,即漏極電流I D變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM 是衡量場效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。
5、BUDS — 漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BUDS。
6、PDSM — 最大耗散功率。也是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應(yīng)管實際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM — 最大漏源電流。是一項極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過IDSM
MOS場效應(yīng)晶體管使用注意事項。
MOS場效應(yīng)晶體管在使用時應(yīng)注意分類,不能隨意互換。MOS場效應(yīng)晶體管由于輸入阻抗高(包括MOS集成電路)極易被靜電擊穿,使用時應(yīng)注意以下規(guī)則:
(1). MOS器件出廠時通常裝在黑色的導(dǎo)電泡沫塑料袋中,切勿自行隨便拿個塑料袋裝。也可用細銅線把各個引腳連接在一起,或用錫紙包裝
(2).取出的MOS器件不能在塑料板上滑動,應(yīng)用金屬盤來盛放待用器件。
(3). 焊接用的電烙鐵必須良好接地。
(4). 在焊接前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接,再MOS器件焊接完成后在分開。
(5). MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機時順序相反。
(6).電路板在裝機之前,要用接地的線夾子去碰一下機器的各接線端子,再把電路板接上去。
(7). MOS場效應(yīng)晶體管的柵極在允許條件下,最好接入保護二極管。在檢修電路時應(yīng)注意查證原有的保護二極管是否損壞。
場效應(yīng)管與晶體管的比較
(1)場效應(yīng)管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應(yīng)選用場效應(yīng)管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應(yīng)選用晶體管。
(2)場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。
(3)有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。
(4)場效應(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效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
場效應(yīng)管的作用
1、場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場效應(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。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3、場效應(yīng)管可以用作可變電阻。
4、場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
5、場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。