場效應(yīng)管的概念

　　場效應(yīng)晶體管（FieldEffectTransistor縮寫（FET））簡稱場效應(yīng)管。主要有兩種類型（juncTIonFET—JFET）和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（metal-oxidesemiconductorFET，簡稱MOS-FET）。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高噪聲小、功耗低、動(dòng)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(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。

　　場效應(yīng)管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件，并以此命名。

　　場效應(yīng)管特點(diǎn)

　　（1）場效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過VGS（柵源電壓）來控制ID（漏極電流）；

　　（2）場效應(yīng)管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻（10～10Ω）很大。

　?。?）它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好；

　?。?）它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù)；

　?。?）場效應(yīng)管的抗輻射能力強(qiáng)；

　?。?）由于它不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。

　　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)，但普通運(yùn)用時(shí)只需關(guān)注以下主要參數(shù)：飽和漏源電流IDSS夾斷電壓Up，（結(jié)型管和耗盡型絕緣柵管，或開啟電壓UT（加強(qiáng)型絕緣柵管）、跨導(dǎo)gm、漏源擊穿電壓BUDS、最大耗散功率PDSM和最大漏源電流IDSM。

　?。?）飽和漏源電流

　　飽和漏源電流IDSS是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中，柵極電壓UGS＝0時(shí)的漏源電流。

　?。?）夾斷電壓

　　夾斷電壓UP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(shí)的柵極電壓。如同4-25所示為N溝道管的UGS一ID曲線，可明白看出IDSS和UP的意義。如圖4-26所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

　?。?）開啟電壓

　　開啟電壓UT是指加強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管中，使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓。如圖4-27所示為N溝道管的UGS-ID曲線，可明白看出UT的意義。如圖4-28所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

　　（4）跨導(dǎo)

　　跨導(dǎo)gm是表示柵源電壓UGS對漏極電流ID的控制才能，即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。9m是權(quán)衡場效應(yīng)管放大才能的重要參數(shù)。

　?。?）漏源擊穿電壓

　　漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時(shí)，場效應(yīng)管正常工作所能接受的最大漏源電壓。這是一項(xiàng)極限參數(shù)，加在場效應(yīng)管上的工作電壓必需小于BUDS。

　?。?）最大耗散功率

　　最大耗散功率PDSM也是—項(xiàng)極限參數(shù)，是指場效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率。運(yùn)用時(shí)場效應(yīng)管實(shí)踐功耗應(yīng)小于PDSM并留有—定余量。

　?。?）最大漏源電流

　　最大漏源電流IDSM是另一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間所允許經(jīng)過的最大電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超越IDSM。

　　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)。

　　場效應(yīng)管在電路中如何控制電流大小

　　MOS管是電壓控制器件，也就是需要使用電壓控制G腳來實(shí)現(xiàn)對管子電流的控制。

　　一般市面上最常見的是增強(qiáng)型N溝通MOS管，你可以用一個(gè)電壓來控制G的電壓，MOS管導(dǎo)通電壓一般在2-4V，不過要完全控制，這個(gè)值要上升到10V左右。給你推薦一種方法。

　　基本方法：用一個(gè)控制電壓（比較器同相輸入端）和一個(gè)參考電壓（比較器反相輸入端），同時(shí)進(jìn)入電壓比較器（比較器電源接正12V和地，比如LM358當(dāng)比較器），比較器的輸出經(jīng)過5.1K電阻上拉后接G腳，如果控制電壓比參考電壓高，則控制MOS管導(dǎo)通輸出電流。

　　參考電壓可以來自于采樣電阻，也就是在NMOS的S極接一個(gè)大功率小電阻后接地，這個(gè)電阻做電流采樣，當(dāng)電流流過電阻后會(huì)形成電壓，把它放大處理后做參考。

　　剛開始的時(shí)候，電流很小，所以控制電壓比參考電壓高很多，這時(shí)候G腳基本上都加了12V，可以使管子迅速導(dǎo)通，在很短時(shí)間后，當(dāng)電流增大逐步達(dá)到某個(gè)值時(shí)，參考電壓迅速上升，與控制電壓接近并超過時(shí)，比較器就輸出低電平（接近0V）使管子截止，電流減小。然后電流減少后，參考電壓又下去，管子又導(dǎo)通，電流又增大。然后周而復(fù)始。

　　如果你用D/A輸出代替控制電壓，則可以獲得對MOS管的精確控制，我們以前實(shí)現(xiàn)過輸出范圍10-2000mA，步進(jìn)1mA，輸出電流精度正負(fù)1mA的水平。

　　場效應(yīng)管測量方法圖解

　　場效應(yīng)管英文縮寫為FET.可分為結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵型場效應(yīng)管（MOSFET），我們平常簡稱為MOS管。而MOS管又可分為增強(qiáng)型和耗盡型而我們平常主板中常見使用的也就是增強(qiáng)型的MOS管。

　　下圖為MOS管的標(biāo)識

　　我們主板中常用的MOS管GDS三個(gè)引腳是固定的。不管是N溝道還是P溝道都一樣。把芯片放正從左到右分別為G極D極S極！如下圖：

　　用二極管檔對MOS管的測量。首先要短接三只引腳對管子進(jìn)行放電。

　　1、然后用紅表筆接S極。黑表筆接D極。如果測得有500多的數(shù)值。。說明此管為N溝道。

　　2、黑筆不動(dòng)。。用紅筆去接觸G極測得數(shù)值為1

　　3、紅筆移回到S極。此時(shí)管子應(yīng)該為導(dǎo)通。

　　4、然后紅筆測D極。而黑筆測S極。應(yīng)該測得數(shù)值為1.（這一步時(shí)要注意。因?yàn)橹皽y量時(shí)給了G極2.5V萬用表的電壓。。所以DS之間還是導(dǎo)通的。。不過大概10幾秒后才恢復(fù)正常。。。建議進(jìn)行這一步時(shí)再次短接三腳給管子放電先）

　　5、然后紅筆不動(dòng)。黑筆去測G極。數(shù)值應(yīng)該為1

　　到此我們可以判定此N溝道場管為正常

　　有的人說后面兩步可以省略不測。不過我習(xí)慣性把五個(gè)步驟全用上。當(dāng)然。對然P溝道的測量步驟也一樣。只不過第一步為黑表筆測S極。紅表筆測D極?？梢詼y得500多的數(shù)值。

　　測量方法描述到此結(jié)束。