效应管工作原理.pdf

场效应晶体管（FET）是半导体器件的一种，它与双极型晶体管（BJT）有根本的不同。FET主要由多数载流子参与导电，因此也被称为单极型晶体管。FET是一种电压控制型器件，其工作原理和性能特点包括高输入阻抗、低噪声、低功耗、大动态范围、便于集成、无二次击穿现象以及宽的安全工作区域等。这些特点使得FET在许多应用中成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 场效应管主要分为两大类：结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。JFET是基于PN结的，而IGFET，也称为金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET），其栅极与其他电极是绝缘的。其中，MOSFET是目前应用最为广泛的场效应管类型，包括NMOS和PMOS等。此外，还有各种不同类型的MOS管，如VMOS功率场效应管和新近出现的πMOS场效应管等。 场效应管还可以根据沟道半导体材料的不同分为N沟道和P沟道。根据导电方式的不同，可分为耗尽型和增强型。耗尽型FET在无栅极偏压时即处于导通状态，而增强型FET需要在栅极施加特定的偏压才能导通。以MOS场效应管为例，它包括N沟道耗尽型、N沟道增强型、P沟道耗尽型和P沟道增强型。 场效应管的型号命名方法有多种，第一种方法与双极型晶体管相似，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅型场效应管，第二位字母代表材料类型。第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××是型号序号，#是同一型号的不同规格。 场效应管的主要参数包括直流参数、交流参数和极限参数。直流参数中，IDSS是饱和漏源电流，UP是夹断电压，UT是开启电压，gM是跨导，BUDS是漏源击穿电压，PDSM是最大耗散功率，IDSM是最大漏源电流。交流参数和极限参数对于设计者而言也是重要的考量因素。 场效应管的应用非常广泛，它可以作为放大器使用，因为其输入阻抗非常高，适合用于多级放大器的输入级做阻抗变换，也可以作为可变电阻、恒流源或者电子开关使用。场效应管在工作时的电流不应超过其最大漏源电流，且其功耗应小于最大耗散功率。 场效应管的测试方法包括管脚识别、栅极判定和放大能力估测。管脚识别可以通过测量管脚间的正反向电阻进行，栅极判定通常使用万用表，而放大能力可以通过测量漏极和源极间的电阻值来估测。需要注意的是，绝缘栅型场效应管的栅极测量时需要特别小心，以免因过高的输入电阻和极间电容导致损坏。 在使用场效应管时，了解其工作原理和参数对于设计电路和选择合适的管子至关重要。场效应管的高输入阻抗使其在各种放大电路中非常受欢迎，且其应用不仅限于放大，还包括阻抗变换、可变电阻、恒流源和电子开关等多种功能。随着集成电路技术的发展，场效应管的集成度越来越高，应用范围也越来越广，成为电子电路中不可或缺的元件。