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电子元器件知识——场效应管

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电子元器件MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。

金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应,在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。当栅G电压VG增大时,p型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽,而电子逐渐积累到反型。当表面达到反型时,电子积累层将在n+源区S和n+漏区D之间形成导电沟道。

当VDS≠0时,源漏电极之间有较大的电流IDS流过。使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压VT。当VGS>VT并取不同数值时,反型层的导电能力将改变,在相同的VDS下也将产生不同的IDS,实现栅源电压VGS对源漏电流IDS的控制。

场效应分类:场效应管主要有结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。绝缘栅型场效应管的衬底(B)与源析(S)连在一起,它的三个极分别为栅极(G)、漏极(D)和源极(S)。晶体管分NPN和PNP管,它的三个极分别为基极(b)、集电极(c)、发射极(e)。

场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同,结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流,绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。

它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级(前级),绝缘栅型场效应管则用在功放末级(输出级)。场效应管的工作原理和三极管其本一样,只是他们一个是压控型元件,一个是电流控制元件,场效应管只有一个PN结,如下图所示:


场效应分类使用注意事项及检测方法:MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小,极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。因此出厂时各管脚都绞合在一起,或装在金属箔内,使G极与S极呈等电位,防止积累静电荷。

管子不用时,全部引线也应短接。在测量时应格外小心,并采取相应的防静电感措施。测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。再把管脚分开,然后拆掉导线。将万用表拨于R×100档,首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大,证明此脚就是栅极G。

交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S极。将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。

双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。对于其它相关认识,我不做细说,只要大家能认识就行了。


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