Transcript 场效应管的识别与检测

场效应管的识别与检测
场效应管的识别与检测
 场效应管是电压控制型半导体器件。特点：
输入电阻高（107～109欧）、噪声小、功耗
低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低
噪声的电路。
场效应管外形图
场效应管的类型、结构、原理
 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。
N沟道
JFET
结型
（耗尽型）
P沟道
FET
场效应管
N沟道
增强型
P沟道
MOSFET
绝缘栅型
N沟道
耗尽型
P沟道
场效应管的类型、结构、原理

（一）结型场效应管
(JFET)
结型场效应管的结构和
工作原理
 （1）场效应管的三个
极：栅极（G）、源极
（S）、漏极（D）
【闸门、水库、出水口】

结型场效应管(JFET)
 （2）N型沟道源极提供电子，电流从漏极→
源极；

P型沟道源极提供空穴，电流从源极→漏
极；
 （3）N沟道结型场效应管源极与漏极以N型
半导体沟道连接，栅极则是P型半导体，分别
由接点接到外围电路。
结型场效应管(JFET)
（4）场效应管工作时对偏置电压要求如下：
 ◆ 栅－源加负电压（UGS＜0），栅－源间的PN结
反偏，栅极电流（IG≈0），场效应管呈现很高的输
入电阻。
 ◆ 漏－ 源极间加正电压（UDS＞0），使N沟道中的
多数载流子在电场作用下，由源极向漏极漂移，形
成漏极电流（iD）。
 ◆ 漏极电流（iD）主要受栅－源电压（UGS）控制，
同时，也受漏——源电压（UDS）的影响。
结型场效应管(JFET)
工作过程分析：先假定UDS＝0。
 当UGS＝0沟道较宽，电阻较小；
 当UGS＜0，随着值的增加，在这个反偏电压作用
 下，两个PN结耗尽层加宽，沟道将变窄，沟道电阻
加大。

当UGS值大到一定值，耗尽层在夹道中合拢，
 －源电阻无穷大，iD=0，此时的UGS称为夹断电
 压，用UP表示。
 上述分析表明：改变UGS的大小，可以有效控制沟
 道电阻的大小；同时加上UDS，漏极电流iD将受UGS
 控制， UGS值增加，沟道电阻增大， iD减小；

结型场效应管(JFET)
 UDS对iD的影响。假定UGS不变。
当UDS增加时，导电沟道呈稧形，沟道宽
度不均匀，在预夹断前， iD随UDS的增加几乎
呈线性地增加。

当UDS增加到UDS＝ UGS－ UP，即UGD＝
UGS－ UDS＝ UP（夹断电压），沟道预夹断，
漏极附近的耗尽层在A点处合拢，此时，与完
全夹断不同， iD≠0，但此后， UDS再增加，
iD变化不大。

结型场效应管(JFET)
 ①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN结是
反向偏置的，所以，栅极电流iG≈0，输入电
阻很高；
 ②漏极电流受栅－源电压UGS控制，所以，场
效应管是电压控制电流器件；
 ③预夹断前，即UDS较小时， iD与 UDS基本呈
线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。
绝缘栅型场效应管(MOSFET)
Ô´¼« s
二、绝缘栅型场效应管
(MOSFET)
 （一）N沟道增强型
MOS管结构
 四个电极：漏极D，源
极S, 栅极G和衬底B。

d
-
-
Õ¤¼«g
-
N+
N+
P³Äµ×
-
³Äµ× b
g
-
s
b
©¼« d
绝缘栅型场效应管(MOSFET)
 （二）工作原理
 当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的
二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电
流，即管子截止。
 当UGS＞0V时→纵向电场，增加UGS→纵向电
场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成
导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以
形成漏极电流I D。
绝缘栅型场效应管(MOSFET)
 N沟道增强型MOS管的基本特性：
 UGS＜UT，管子截止；
 UGS＞UT，管子导通。
越大，沟道越宽，在相同的漏源电压UDS
作用下，漏极电流ID越大。
 UGS
场效应管的主要参数
 三、场效应管的主要参数
 （1）开启电压VT
(MOSFET)

通常将刚刚形成导电沟道、出现漏极电流
ID 时对应的栅－源电压称为开启电压，用
 VGS(th) 或VT 。

开启电压VT是MOS增强型管的参数。当栅
－源电压VGS小于开启电压的绝对值时，场效
应管不能导通。
场效应管的主要参数
 （2）夹断电压VP
(JFET)

当VDS 为某一固定值（如10V），使 iD 等
于某一微小电流（如50mA）时，栅－源极间
加的电压即为夹断电压。当VGS＝VP 时，漏
极电流为零。
 （3）饱和漏极电流IDSS(JFET)

饱和漏极电流IDSS 是在VGS＝0的条件下，
场效应管发生预夹断时的漏极电流。 IDSS 是
结型场效应管所能输出的最大电流。
场效应管的主要参数
（4）直流输入电阻RGS

漏－源短路，栅－源加电压时，栅－源极之间的
直流电阻。

结型： RGS ＞107 Ω；MOS管： RGS ＞109 ～
1015 Ω；
 （5）跨导gm：漏极电流的微变量与栅－源电压微
变量之比，即gm＝△ID/△ VGS。它是衡量场效应管
栅－源电压对漏极电流控制能力的一个参数。gm相
当于三极管的hFE。
 （6）最大漏极功耗PD
 PD=UDS*ID，相当于三极管的PCM。

作业：
 1、场效应管有何应用?场效应管主要有哪些
性能参数？
 2、如何用万用表判定场效应管的好坏和极性？
 3、能否用万用表来测量MOS场效应管的好
坏和极性？