场效应管的问题点解答
场效应管的问题点解答
1 场效应管的性能与双极型三极管比较具有哪些特点？
答：
场效应管是另一种半导体放大器件。在场效应管中只是多子参与导电，故称为单极型三极管；而普通三极管参与导电的，既有多数载流子，又有少数载流子，故称为双极型三极管。由于少数载流子的浓度易受温度的影响，因此，在温度稳定性、低噪声等方面前者优于后者。2．双极型三极管是电流控制器件，通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。因此，基极总有一定的电流，故三极管的输人电阻较低；场效应管是电压控制器件，其输出电流决定于栅源极之间的电压，栅极基本上不取电流，因此，它的输入电阻很高，可达109～1014Ω。高输入电阻是场效应管的突出优点。
3．场效应管的漏极和源极可以互换，耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正可负，灵活性比双极型三极管强。
4 场效应管和三极管都可以用于放大或作可控开关。但场效应管还可以作为压控电阻使用，可以在微电流、低电压条件下工作。且便于集成。在大规模和超大规模集成电路中应用极为广泛。
2 场效应管的伏安特性如何表示？试以N沟道结型场效应管为例，说明场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性有和区别？
答：
场效应管的伏安特性用输出特性（又称漏极特性）Id=f(Vds)|Vgs=常数和转移特性
Id=f(Vgs)|Vds=常数表示。它们都反映了场效应管工作的同一物理过程，转移特性可以直接从输出特性上用作图法�一对应地求出。
N沟道结型场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性相比有类似之处，但有区别，详见表 1．3．2。
3 何为场效应管的开启电压Vt和夹断电压Vp? 在图1.3.3(a)和(b)所示场效应管的输出特性曲线上如何确定其值？
答：
对于增强型绝缘栅型场效应管(MOSFET)，在Vgs=0时不存在导电沟道，只有当Vgs达到开启电压Vt时才有漏极电流Id。因此，在输出特性中， Id大于或等于零（即开始出现Id）时
所对应的Vgs值即为开启电压计。一般，N沟道增强型MOSFET的Vt值为正值，P沟道的Vt 值为负值。
图1．3．3（a）所示为P沟道增强型MOSFET的输出特性曲线，由图可知该管的开启电压Vt=-2V。对于结型场效应管（JFET）和耗尽型绝缘栅型场效应管（MOSFET），当Vgs=0时已存在导电沟道，栅源电压Vgs等于夹断电压Vp时，沟道夹断，漏极电流Id=0。一般N沟道FET的Vp 值为负值，而P沟道FET的Vp值为正值。
图1．3．3（ b）所示为N沟道JFET的输出特性曲线。根据以上分析，Id=0所对应的Vgs 值为夹断电压，故Vp＝-5V。
由于可变电阻区和饱和区的分界线是预夹断点的轨迹，预夹断时，Vgd=Vp。因此，在输出特性上，用Vds的值来表示预夹断点时，可求得：
Vds=Vdg+Vgs=Vgs-Vgd=Vgs-Vp
故由预夹断轨迹，也可求得Vp。例如，在图1·3．3（b）中，Vgs=OV那条曲线与预夹断分界线交点所对应的Vds值就是-Vp，即-Vp=5V；而Vgs=-2V那条曲线与预夹断分界线交点所对应的Vds值减去Vgs也是一Vp，可得出-Vp=Vds-Vgs=3V-(-2)V=5V。余此类推。
4 场效应管有许多类型，它们的输出特性及转移特性各不相同，不同类型的场效应管各极间所加电压极性也不相同，试总结它们的规律。
答：
场效应管的种类很多，有结型FET、耗尽型MOSFET、增强型MOSFET，每一类型又有P沟道和N沟道之分。各种类型场效应管的符号和特性曲线见表1·3·4（a）。
为了保证它们工作在饱和区（即放大区）起放大作用，Vgs和Vds的极性有如下规律。1．Vds值的极性取决于导电沟道的类型
凡是N沟道，载流子是电子，欲使电子向漏极漂移运动，Vds必为正值；凡是P沟道，载流子是空穴，欲使空穴向漏极漂移运动，Vds必为负值。
2．Vgs值的极性取决于工作方式和导电沟道的类型
对于结型场效应管，要求栅源极间加反向偏置电压。如果是N沟道，栅极为P型半导体，为使PN结反偏，要求Vgs≤0；如果是P沟道，要求Vgs≥0。
对于绝缘栅型MOSFET，如果是增强型N沟道，为了吸引电子形成N沟道，栅极必须加正电压，即Vgs≥O。如果是耗尽型N沟道，为了排斥沟道中的电子，使沟道变窄，栅极必须加负电压，
即Vgs≤0；为了加宽沟道，吸引更多电子到衬底表面来，栅极必须加正电压，即Vgs＞O；P 沟道则相反。
综上所述，结型场效应管中。Vgs和Vds反极性；增强型MOFETS中Vgs与Vds同极性；耗尽型MOFETS中有两种情况，视加宽还是缩减沟道而定，可以是正偏、零偏或反偏。见表l·3·4（b）。
3 Vp和Vt的正负极性取决于导电沟道类型
结型场效应管和耗尽型MOSFET存在夹断电压Vp，N沟道Vp为负值，P沟道为正值；增强型MOSFET存在开启电压Vt，N沟道Vt为正值，P沟道为负值。
5 场效应管的工作原理与普通三极管不同，那么场效应管放大电路的偏置电路有何特点？它有几种偏置方式？
答：
场效应管偏置电路的特点是：
1．场效应管是电压控制器件，因此，放大电路只要求建立合适的偏置电压V(GS)，不要求偏置电流；
2．不同类型的场效应管，对偏置电压的极性有不同要求如JFET必须是反极性偏置，即V(GS)与V(DS)极性相反，增强MOSFET的V(GS)和V(DS)必须是同极性偏置，耗尽型MOSFET的V(GS)可正偏、零偏或反偏；
3．场效应管的跨导gm都较低，对放大性能不利，因此，必须设置较高的静态工作点。为了减小静态工作点受温度变化的影响，常采用稳定工作点的电路。
基于上述特点，必须根据不同的场效应管选用不同的偏置电路。在分立元件的场效应管放大电路中，偏置电路有零偏压、固定偏压、自偏压、混合偏置等形式；在集成电路平常采用不同的电流源作为偏置电路。
零偏压电路只适于耗尽型MOSFET放大电路；固定偏压适于所有的场效应管放大电路；自偏压适于JFET和耗尽型MOSFET放大电路；混合偏置既包含了固定偏压又包含了自偏压，适于所有的场效应管放大电路。
表2．6．l列出了场效应管放大电路的各种偏置电路及Q点计算式。
6 场效应管放大电路的组成原则与普通三极管电路价的组成原则基本相同。试判断图2．6．2所示的场效应管放大电路能否进行正常放大，并说明理由。
答：
判断一个场效应管放大电路对输入信号能否进行正常放大的原则，与判断三极管放大电路对输入信号能否进行正常放大的原则基本一样，也就是要有适当的直流偏置和有畅通的信号输入、输出回路。根据此原则对图2．6．2判断如下。
图2·6．2（a）所示电路对信号不能正常放大，因为管子T为N沟边结型场效应管，要求偏置电压V(GS)＜0才能正常放大，而在本电路中V(GS)＞O。
图2。6。2（b）所示电路对信号不能正常放大，因为管子T为增独型PMOS管，要大V(GS)<=V(T)才能正常放大，而在本电路中采用自偏置电路结构，不能建立正常的偏置电压V(GS)。
图2．6．2(c)所示电路只要选择合适的静态工作点和有适当大小的输入信号，就能保证对信号讲行不失真的放大，因为管子T为耗尽型NMOS管，电路采用电阻分压式固定偏置电路，偏置电压V(GS)>0，V(DS)>0，而且有正确的信号输入、输出回路，满足了正常放大的基本条件。
图2.6.2(d)所示电路只要选择适当的静态工作点和有适当大小的输入信号，就能保证该放大电路不失真地放大。因为，管子T为耗尽型NMOS管，电路采用自偏置结构，其偏置电压
V(GS)<0，V(DS)>0，而且有正确的信号输入、输出回路，可满足正常放大的基本条件。
图2.6.2(e)所示电路只要选择适当的静态工作点和有适当大小的输入信号就能保证不失真的放大。因为，管子T为增强型PMOS管，电路采用电阻分压式固定偏置方式，可通过选用合适的Rg1,Rg2,Rs获得V(GS)<=V(T)，而且V(DS)<0，又有正确的信号输入、输出回路，可满足正常放大的基本条件。
场效应管的检测和使用
来源：21ic整理关键字：场效应管检测
一、用指针式万用表对场效应管进行判别
(1)用测电阻法判别结型场效应管的电极
根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D
和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极G。也可以将万用表的黑表笔(红表笔也行)任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是PN结的反向，即都是反向电阻，可以判定是N沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极;若两次测出的电阻值均很小，说明是正向PN结，即是正向电阻，判定为P沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。
(2)用测电阻法判别场效应管的好坏
测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏。具体方法：首先将万用表置于R×10或R×100档，测量源极S与漏极D之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围(在手册中可知，各种不同型号的管，其电阻值是各不相同的)，如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接触不良;如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。然后把万用表置于R×10k档，再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的;若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测。
(3)用感应信号输人法估测场效应管的放大能力
具体方法：用万用表电阻的R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，给场效应管加上1.5V的电源电压，此时表针指示出的漏源极间的电阻值。然后用手捏住结型场效应管的栅极G，将人体的感应电压信号加到栅极上。这样，由于管的放大作用，漏源电压VDS和漏极电流Ib都要发生变化，也就是漏源极间电阻发生了变化，由此可以观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的放大能力较差;表针摆动较大，表明管的放大能力大;若表针不动，说明管是坏的。
根据上述方法，我们用万用表的R×100档，测结型场效应管3DJ2F。先将管的G极开路，测得漏源电阻RDS为600Ω，用手捏住G极后，表针向左摆动，指示的电阻RDS为12kΩ，表针摆动的幅度较大，说明该管是好的，并有较大的放大能力。
运用这种方法时要说明几点：首先，在测试场效应管用手捏住栅极时，万用表针可能向右摆动(电阻值减小)，也可能向左摆动(电阻值增加)。这是由于人体感应的交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同(或者工作在饱和区或者在不饱和区)所致，试验表明，多数管的RDS增大，即表针向左摆动;少数管的RDS减小，使表针向右摆动。但无论表针摆动方向如何，只要表针摆动幅度较大，就说明管有较大的放大能力。第二，此方法对MOS场效应管也适用。但要注意，MOS场效应管的输人电阻高，栅极G允许的感应电压不应过高，所以不要直接用手去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿。第三，每次测量完毕，应当G-S极间短路一下。这是因为G-S结电容上会充有少量电荷，建立起VGS
电压，造成再进行测量时表针可能不动，只有将G-S极间电荷短路放掉才行。
(4)用测电阻法判别无标志的场效应管
首先用测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚，也就是源极S和漏极D，余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。把先用两表笔测的源极S与漏极D之间的电阻值记下来，对调表笔再测量一次，把其测得电阻值记下来，两次测得阻值较大的一次，黑表笔所接的电极为漏极D;红表笔所接的为源极S。用这种方法判别出来的S、D极，还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证，即放大能力大的黑表笔所接的是D极;红表笔所接地是8极，两种方法检测结果均应一样。当确定了漏极D、源极S的位置后，按D、S的对应位置装人电路，一般G1、G2也会依次对准位置，这就确定了两个栅极G1、G2的位置，从而就确定了D、S、G1、G2管脚的顺序。
(5)用测反向电阻值的变化判断跨导的大小
对VMOS N沟道增强型场效应管测量跨导性能时，可用红表笔接源极S、黑表笔接漏极D，这就相当于在源、漏极之间加了一个反向电压。此时栅极是开路的，管的反向电阻值是很不稳定的。将万用表的欧姆档选在R×10kΩ的高阻档，此时表内电压较高。当用手接触栅极G时，会发现管的反向电阻值有明显地变化，其变化越大，说明管的跨导值越高;如果被测管的跨导很小，用此法测时，反向阻值变化不大。
二、.场效应管的使用注意事项
(1)为了安全使用场效应管，在线路的设计中不能超过管的耗散功率，最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限值。
(2)各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的偏置接人电路中，要遵守场效应管偏置的极性。如结型场效应管栅源漏之间是PN结，N沟道管栅极不能加正偏压;P沟道管栅极不能加负偏压，等等。
(3)MOS场效应管由于输人阻抗极高，所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意，不能将MOS场效应管放人塑料盒子内，保存时最好放在金属盒内，同时也要注意管的防潮。
(4)为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地;管脚在焊接时，先焊源极;在连入电路之前，管的全部引线端保持互相短接状态，焊接完后才把短接材料去掉;从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等;当然，如果能采用先进的气热型电烙铁，焊接场效应管是比较方便的，并且确保安全;在未关断电源时，绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用场效应管时必须注意。 (录入编辑：电路图网https://www.360docs.net/doc/024426738.html,)
(5)在安装场效应管时，注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;为了防管件振动，有必要将管壳体紧固起来;管脚引线在弯曲时，应当大于根部尺寸5毫米处进行，以防止弯断管脚和引起漏气等。
对于功率型场效应管，要有良好的散热条件。因为功率型场效应管在高负荷条件下运用，必须设计足够的散热器，确保壳体温度不超过额定值，使器件长期稳定可靠地工作。
总之，确保场效应管安全使用，要注意的事项是多种多样，采取的安全措施也是各种各样，广大的专业技术人员，特别是广大的电子爱好者，都要根据自己的实际情况出发，采取切实可行的办法，安全有效地用好场效应管。
场效应管的识别方法及测量
一、符号：“Q、VT” ，场效应管简称ＦＥＴ，是另一种半导体器件，是通过电压来控制输出电流的，是电压控制器件 场效应管分三个极： Ｄ极为漏极（供电极） Ｓ极为源极（输出极） Ｇ极为栅极（控制极） Ｄ极和Ｓ极可互换使用 场效应管图例： 二、场效应管的分类： 场效应管按沟道分可分为Ｎ沟道和Ｐ沟道管（在符号图中可看到中间的箭头方向不一样）。 按材料分可分为结型管和绝缘栅型管，绝缘栅型又分为耗尽型和增强型，一般主板上大多是绝缘栅型管简称ＭＯＳ管，并且大多采用增强型的Ｎ沟道，其次是增强型的Ｐ沟道，结型管和耗尽型管几乎不用。 三、场效应管的特性： 1、工作条件：Ｄ极要有供电，Ｇ极要有控制电压 2、主板上的场管Ｎ沟道多，Ｇ极电压越高，Ｓ极输出电压越高 3、主板上的场管Ｇ极电压达到12Ｖ时，ＤＳ完全导通，个别主板上5Ｖ导通
4、场管的ＤＳ功能可互换 Ｎ沟道场管的导通截止电压： 导通条件：ＶＧ>ＶＳ，ＶＧＳ=Ｖ时，处于导通状态，且ＶＧＳ越大，ＩＤ越大 截止条件：ＶＧ<ＶＳ，ＩＤ没有电流或有很小的电流 四、场效应管的作用： 放大、调制、谐振、开关 五、场效应管的测量及好坏判断 1、测量 极性及管型判断 红笔接Ｓ、黑笔接Ｄ值为（300-800）为Ｎ沟道 红笔接Ｄ、黑笔接Ｓ值为（300-800）为ｐ沟道 如果先没Ｇ、Ｄ再没Ｓ、Ｄ会长响，表笔放在Ｇ和最短脚相连放电，如果再长响为
击穿 贴片场管与三极管难以区分，先按三极管没，如果不是按场管测 场管测量时，最好取下来测，在主板上测量会不准 2、好坏判断 测Ｄ、Ｓ两脚值为（300-800）为正常，如果显示“０”且长响，场管击穿；如果显示“１”，场管为开路 软击穿(测量是好的，换到主板上是坏的），场管输出不受G极控制。 六、场管的代换原则（只适合主板） 场管代换只需大小相同，分清Ｎ沟道Ｐ沟道即可 功率大的可以代换功率小的 技嘉主板的场管最好原值代换 七、主板上常见的场管型号 N沟道： 702、712、G16、SG、SS、7EW、12KSH、72KGG、KF
MOS管的结构和工作原理
在P 型衬底上，制作两个高掺杂浓度的N 型区，形成源极（Source ）和漏极（Drian ）,另外一个是栅极（Gate ）.当Vi=Vgs
第四章 场效应管习题答案
第四章 场效应管基本放大电路 4-1 选择填空 1．场效应晶体管是用_______控制漏极电流的。 a. 栅源电流 b. 栅源电压 c. 漏源电流 d. 漏源电压 2．结型场效应管发生预夹断后，管子________。 a. 关断 b. 进入恒流区 c. 进入饱和区 d. 可变电阻区 3．场效应管的低频跨导g m 是________。 a. 常数 b. 不是常数 c. 栅源电压有关 d. 栅源电压无关 4. 场效应管靠__________导电。 ) a. 一种载流子 b. 两种载流子 c. 电子 d. 空穴 5. 增强型PMOS 管的开启电压__________。 a. 大于零 b. 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 6. 增强型NMOS 管的开启电压__________。 a. 大于零 b. 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 7. 只有__________场效应管才能采取自偏压电路。 a. 增强型 b. 耗尽型 c. 结型 d. 增强型和耗尽型 8. 分压式电路中的栅极电阻R G 一般阻值很大，目的是__________。 a. 设置合适的静态工作点 b. 减小栅极电流 c. 提高电路的电压放大倍数 d. 提高电路的输入电阻 / 9. 源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与___________有关。 a. 管子跨导g m b. 源极电阻R S c. 管子跨导g m 和源极电阻R S 10. 某场效应管的I DSS 为6mA ，而I DQ 自漏极流出，大小为8mA ，则该管是_______。 a. P 沟道结型管 b. N 沟道结型管 c. 增强型PMOS 管 d. 耗尽型PMOS 管 e. 增强型NMOS 管 f. 耗尽型NMOS 管 解答： ,c 4. a 7. b,c 8. d 、 4-2 已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源V DD 的极性（+、-）、u GS 的极性（>0，≥0，<0，≤0,任意）分别填写在表格中。 D DD （a ）题4-2图 D DD （b ） D DD （c ）D DD （d ） D DD （e ）D DD （f ） 解：
场效应管特性
根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1.概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（100000000～1000000000Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 作用: 场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. 2.场效应管的分类:
场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.见下图: 3.场效应管的主要参数: Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量. IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSM Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数） ID---漏极电流（直流） IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流（射频功率管）
如何用万用表测量场效应管三极管的好坏
如何用万用表测量场效应管三极管的好坏 一、定性判断MOS型场效应管的好坏 先用万用表R×10kΩ挡(内置有9V或15V电池)，把负表笔(黑)接栅极(G)，正表笔(红)接源极(S)。给栅、源极之间充电，此时万用表指针有轻微偏转。再改用万用表R×1Ω挡，将负表笔接漏极(D)，正笔接源极(S)，万用表指示值若为几欧姆，则说明场效应管是好的。 二、定性判断结型场效应管的电极 将万用表拨至R×100档，红表笔任意接一个脚管，黑表笔则接另一个脚管，使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动，就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果，还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚，只要看到表针作大幅度偏转，即说明悬空脚是栅极，其余二脚分别是源极和漏极。 判断理由：JFET的输入电阻大于100MΩ，并且跨导很高，当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号，使管子趋于截止，或趋于导通。若将人体感应电压直接加在栅极上，由于输入干扰信号较强，上述现象会更加明显。如表针向左侧大幅度偏转，就意味着管子趋于截止，漏-源极间电阻RDS增大，漏-源极间电流减小IDS。反之，表针向右侧大幅度偏转，说明管子趋向导通，RDS↓，IDS↑。但表针究竟向哪个方向偏转，应视感应电压的极性（正向电压或反向电压）及管子的工作点而定。 注意事项： （1）试验表明，当两手与D、S极绝缘，只摸栅极时，表针一般向左偏转。但是，如果两手分别接触D、S极，并且用手指摸住栅极时，有可能观察到表针向右偏转的情形。其原因是人体几个部位和电阻对场效应管起到偏置作用，使之进入饱和区。 （2）也可以用舌尖舔住栅极，现象同上。 三、晶体三极管管脚判别 三极管是由管芯（两个PN结）、三个电极和管壳组成，三个电极分别叫集电极c、发射极e和基极b，目前常见的三极管是硅平面管，又分PNP和NPN型两类。现在锗合金管已经少见了。这里向大家介绍如何用万用表测量三极管的三个管脚的简单方法。 1.找出基极，并判定管型（NPN或PNP） 对于PNP型三极管，C、E极分别为其内部两个PN结的正极，B极为它们共同的负极，而对于NPN型三极管而言，则正好相反：C、E极分别为两个PN结的负极，而B极则为它们共用的正极，根据PN结正向电阻小反向电阻大的特性就可以很方便的判断基极和管子的类型。具体方法如下： 将万用表拨在R×100或R×1K档上。红笔接触某一管脚，用黑表笔分别接另外两个管脚，这样就可得到三组（每组两次）的读数，当其中一组二次测量都是几百欧的低阻值时，若公共管脚是红表笔，所接触的是基极，且三极管的管型为PNP型；若公共管脚是黑表笔，所接触的是也是基极，且三极管的管型为NPN型。 2.判别发射极和集电极 由于三极管在制作时，两个P区或两个N区的掺杂浓度不同，如果发射极、集电极使用正确，三极管具有很强的放大能力，反之，如果发射极、集电极互换使用，则放大能力非常弱，由此即可把管子的发射极、集电极区别开来。
场效应管工作原理 1
场效应管工作原理（1） 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109?）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场
场效应管驱动电阻的经典计算方法
Q L Rg Cgs DR IVE VC C 12V
驱动电压： 驱动电流： 可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高，震荡比较多，L越大越明显，此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。但是阻值过大时驱动波形上升比较慢，当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。 此外也要看到，当L比较小时， 此时驱动电流的峰值比较大，而一般 IC的驱动电流输出能力都是有一定 限制的，当实际驱动电流达到IC输 出的最大值时，此时IC输出相当于 一个恒流源，对Cgs线性充电，驱动 电压波形的上升率会变慢。电流曲线 就可能如左图所示（此时由于电流不 变，电感不起作用）。这样可能会对 IC的可靠性产生影响，电压波形上升 段可能会产生一个小的台阶或毛刺。
TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80 可以看到L 对上升时间的影响比较小，主要还是Rg 影响比较大。上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算，通常上升时间小于导通时间的二十分之一时，MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题，因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值 也就确定了 Rg 140Ton_min Cgs ，一般Rg 在取值范围内越小越好，但是考虑EMI 的话可以 适当取大。 以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择，在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放，此时阻值要尽量小，这也是Rsink 一、实验目的 分析mos晶体管i-v特性分析 二、实验要求 了解结型场效应管和MOS管的工作原理、特性曲线及主要参数 三、实验内容 1、MOS器件的结构介绍 2、MOS的工作原理 3、i-v特性曲线 图1 原理图 1．特性曲线和电流方程 输出特性曲线 与结型场效应管一样,其输出特性曲线也可分为可变电阻区、饱和区、截止 区和击穿区几部分。 转移特性曲线 转移特性曲线如图1(b)所示,由于场效应管作放大器件使用时是工作在饱和 区(恒流区),此时i D 几乎不随v DS 而变化,即不同的v DS 所对应的转移特性曲线几乎是重合的,所以可用v DS 大于某一数值(v DS ＞v GS -V T )后的一条转移特性曲线代替饱和区的所有转移特性曲线. i D 与v GS 的近似关系 与结型场效应管相类似。在饱和区内,i D 与v GS 的近似关系式为 ( v GS ＞ V T ) 式中I DO 是v GS =2V T 时的漏极电流i D 。 2.参数 2 GS DO D )1(-=T V v I i MOS管的主要参数与结型场效应管基本相同，只是增强型MOS管中不用夹断电压V P，而用开启电压V T表征管子的特性。 MOS管 1. 基本结构 原因：制造N沟道耗尽型MOS管时，在SiO2绝缘层中掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型MOS管时掺入负离子)，如图1(a)所示，因此即使v GS=0时，在这些正离子产生的电场作用下，漏－源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，只要加上正向电压v DS，就有电流i D。 如果加上正的v GS，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子，沟道加宽，沟道电阻变小，i D增大。反之v GS为负时，沟道中感应的电子减少，沟道变窄，沟道电阻变大，i D减小。当v GS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，i D趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅－源电压称为夹断电压，仍用V P表示。与N沟道结型场效应管相同，N沟道耗尽型MOS管的夹断电压V P也为负值，但是，前者只能在v GS<0的情况下工作。而后者在v GS=0，v GS>0，V P Q1：高压稳场管；Q2：低压稳场管 Q2的S极接地；测量方法：红表笔接地，黑表笔接场管S极，如数值小于10，则说明当前所测场管Q2，Q2的D极连接Q1的S极。 判断Q1是否击穿：红表笔接D极，黑表笔接S极，数值小于10，证明击穿。 场管的代换原则（只适合主板） 场管代换只需大小相同，分清Ｎ沟道Ｐ沟道即可 功率大的可以代换功率小的 技嘉主板的场管最好原值代换 一般主板上采用的场效管大多为绝缘栅型增强型N沟通最多，其次是增强型P沟道，结型管和耗尽型管一般没有， 场效应管N沟道和P沟道判断方法 （1）场效应管的极性判断，管型判断（如图） G极与D极和S极正反向均为∞ （2）场效应管的好坏判断 把数字万用表打到二极管档，用两表笔任意触碰场效应管的三只引脚，好的场效应管最终测量结果只有一次有读数，并且在500左右。如果在最终测量结果中测得只有一次有读数，并且为“0”时，须用表笔短接场效应管识引脚，然后再测量一次，若又测得一组为500左右读数时，此管也为好管。不符合以上规律的场效应管均为坏管。 场效应管的代换原则（注：只适合主板上场效应管的代换） 一般主板上采用的场效管大多为绝缘栅型增强型N沟通最多，其次是增强型P沟道，结型管和耗尽型管一般没有，所以在代换时，只须在大小相同的情况下，N沟道代N沟道，P沟道代P沟道即可。 用万用表测量场效应管极性及好坏判断 来源:互联网作者:电子电路图网【大中小】 1、测量 极性及管型判断 红笔接Ｓ、黑笔接Ｄ值为（300-800）为Ｎ沟道 红笔接Ｄ、黑笔接Ｓ值为（300-800）为ｐ沟道 如果先没Ｇ、Ｄ再没Ｓ、Ｄ会长响，表笔放在Ｇ和最短脚相连放电，如果再长响为击穿贴片场管与三极管难以区分，先按三极管没，如果不是按场管测 场管测量时，最好取下来测，在主板上测量会不准 2、好坏判断 如何理解场效应管的原理，大多数书籍和文章都讲的晦涩难懂，给初学的人学习造成很大的难度，要深入学习就越感到困难，本人以自己的理解加以解释，希望对初学的人有帮助，即使认识可能不是很正确，但对学习肯定有很大的帮助。 场效应管的结构 场效应管是电压控制器件，功耗比较低。而三极管是电流控制器件，功耗比较高。但场效应管制作工艺比三极管复杂，不过可以做得很小，到纳米级大小。所以在大规模集成电路小信号处理方面得到广泛的应用。对大电流功率器件处理比较困难，不过目前已经有双场效应管结构增加电流负载能力，也有大功率场管出现，大有取代三极管的趋势。场效应管具有很多比三极管优越的性能。 结型场效应管的结构 结型场效应管又叫JFET，只有耗尽型。 这里以N沟道结型场效应管为例，说明结型场效应管的结构及基本工作原理。图为N沟道结型场效应管的结构示意图。在一块N型硅，材料(沟道)上引出两个电极，分别为源极(S)和漏极(D)。在它的两边各附一小片P型材料并引出一个电极，称为栅极(G)。这样在沟道和栅极间便形成了两个PN结。当栅极开路时，沟道相当于一个电阻，其阻值随型号而不同，一般为数百欧至数千欧。如果在漏极及源极之间加上电压U Ds，就有电流流过，I D将随U DS的增大而增大。如果给管子加上负偏差U GS时，PN结形成空间电荷区，其载流子很少，因而也叫耗尽区(如图a中阴影区所示)。其性能类似于绝缘体，反向偏压越大，耗尽区越宽，沟道电阻就越大，电流减小，甚至完全截止。这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片(沟道)中的电流大小的目的。 注：实际上沟道的掺杂浓度非常小，导电能力比较低，所以有几百到几千欧导通电阻。而且是PN结工作在反向偏置的状态。刚开机时，如果负偏置没有加上，此时I D是最大的。 特点：1，GS和GD有二极管特性，正向导通，反向电阻很大 2：DS也是导通特性，阻抗比较大 3：GS工作在反向偏置的状态。 4：DS极完全对称，可以反用，即D当做S，S当做D。 从以上介绍的情况看，可以把场效应管与一般半导体三极管加以对比，即栅极相当于基极，源极相当于发射极，漏极相当于集电极。如果把硅片做成P型，而栅极做成N型，则成为P沟道结型场效应管。结型场效应管的符号如图b所示。 mos管是金属（metal）-氧化物（oxid）-半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属-绝缘体（insulator）-半导体。MOS管的source 和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。 选择好MOS管器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中，当一个MOS管接地，而负载连接到干线电压上时，该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道MOS管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。 确定所需的额定电压，或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大，器件的成本就越高。根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。就选择MOS管而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压，即最大VDS.知道MOS 管能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。我们须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路不会失效。需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备（如电机或变压器）诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同；通常，便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V. 法则之二：确定MOS管的额定电流 该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似，确保所选的MOS管能承受这个额定电流，即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌（或尖峰电流）流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流，只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。 选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，这称之为导通损耗。MOS 管在"导通"时就像一个可变电阻，由器件的RDS（ON）所确定，并随温度而显着变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS（ON）计算，由于导通电阻随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高，RDS（ON）就会越小；反之RDS（ON）就会越高。注意RDS（ON）电阻会随着电流轻微上升。关于RDS（ON）电阻的各种电气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。 法则之三：选择MOS管的下一步是系统的散热要求 须考虑两种不同的情况，即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果，因为这个结果提供更大的安全余量，能确保系统不会失效。在MOS管的资料表上还有一些需要注意的测量数据；器件的结温等于最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积（结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散]）。根据这个式子可解出系统的最大功率耗散，即按定义相等于I2×RDS（ON）。我们已将要通过器件的最大电流，可以计算出不同温度下的RDS（ON）。另外，还要做好电路板及其MOS管的散热。 如何测试场效应管 1、结型场效应管的管脚识别： 场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1K档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。 2、判定栅极 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。 3、估测场效应管的放大能力 将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。 然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS 和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。 由于人体感应的0Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。 少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。本方法也适用于测MOS管。 为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。 MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。 场效应管的选型及应用概览 场效应管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。 近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展，功率场效应管更是备受关注。据预测，2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题，今年的功率场效应管市场会放缓，但消费电子和数据处理的需求依然旺盛，因此长期来看，功率场效应管的增长还是会持续一段相当长的时间。 技术一直在进步，功率场效应管市场逐渐受到了新技术的挑战。例如，业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件，并且断言硅功率场效应管的性能可提升的空间已经非常有限。不过，GaN 对功率场效应管市场的挑战还处于非常初期的阶段，场效应管在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势，经过三十多年的发展，场效应管市场也不会轻易被新技术迅速替代。 五年甚至更长的时间内，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件，本期内容将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。 一.场效应管的基础选型 场效应管有两大类型：N沟道和P沟道。在功率系统中，场效应管可被看成电气开关。当在N沟道场效应管的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。导通时，电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚场效应管的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。 作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的场效应管。 1）沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道场效应管。在典型的功率应用中，当一个场效应管接地，而负载连接到干线电压上时，该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道场效应管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管，这也是出于对电压驱动的考虑。 MOS 场效应管的工作原理及特点 场效应管是只有一种载流子参与导电，用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P 沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide SemIConductor FET）。 MOS场效应管 有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟 道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极： D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极； G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极； S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管 道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底(substrat)，用符号B表示。 一、工作原理 1．沟道形成原理 当Vgs=0 V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，不会在D、S间形成电流。当栅极加有电压时，若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。 进一步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时，由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着Vgs的继续增加，ID将不断增加。 在Vgs=0V时ID=0，只有当Vgs＞Vgs(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。 VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(vGS)|VDS=const这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图。 转移特性曲线斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm 的量纲为mA/V，所以gm也 称为跨导。 跨导的定义式如下： gm=△ID/△VGS| (单位mS) 2．Vds对沟道导电能力的控制 当Vgs＞Vgs(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压Vds对漏极电流ID的影响。Vds的不同变化对沟 道的影响如图所示。 根据此图可以有如下关系 VDS=VDG＋VGS= —VGD＋VGS VGD=VGS—VDS 当VDS为0或较小时，相当VGD＞VGS(th)，沟道呈斜线分布。在紧靠漏极处，沟道达到开启的程度以上， 场效应管检测方法 一、用指针式万用表对场效应管进行 （1）用测电阻法判别结型场效应管的电极 根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极Ｇ。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是ＰＮ结的反向，即都是反向电阻，可以判定是Ｎ沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向ＰＮ结，即是正向电阻，判定为Ｐ沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。 （2）用测电阻法判别场效应管的好坏 测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极Ｇ1与栅极Ｇ2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值 是否相符去判别管的好坏。具体方法：首先将万用表置于Ｒ×１０或Ｒ×100档，测量源极Ｓ与漏极Ｄ之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知，各种不同型号的管，其电阻值是各不相同的），如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接触不良；如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。然后把万用表置于Ｒ×１０ｋ档，再测栅极Ｇ1与Ｇ2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的；若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测。 （3）用感应信号输人法估测场效应管的放大能力 具体方法：用万用表电阻的R×100档，红表笔接源极Ｓ，黑表笔接漏极Ｄ，给场效应管加上1.5Ｖ的电源电压，此时表针指示出的漏源极间的电阻值。然后用手捏住结型场效应管的栅极Ｇ，将人体的感应电压信号加到栅极上。这样，由于管的放大作用，漏源电压VDS和漏极电流Iｂ都要发生变化，也就是漏源极间电阻发生了变化，由此可以观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的放大能力较差；表针摆动较大，表明管的放大能力大；若表针不动，说明管是坏的。 根据上述方法，我们用万用表的R×100档，测结型场效应管3DJ2F。先将管的Ｇ极开路，测得漏源电阻RDS为600Ω，用手捏住Ｇ极后，表 场效应管工作原理 MOS场效应管电源开关电路。 这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。 MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应管）的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP 型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。由图可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。 为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。如图6所示，我们知道在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P 型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极，N端接正极）时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。 对于场效应管（见图7），在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在 MOS管开关 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。 1，MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小，且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。 2，MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 3，MOS开关管损失 MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类 绝缘型场效应管的栅极与源极、栅极和漏极之间均采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。又因栅极为金属铝，故又称为MOS管。它的栅极-源极之间的电阻比结型场效应管大得多，可达1010Ω以上，还因为它比结型场效应管温度稳定性好、集成化时温度简单，而广泛应用于大规模和超大规模集成电路中。 与结型场效应管相同，MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类，但每一类又分为增强型和耗尽型两种，因此MOS管的四种类型为：N沟道增强型管、N沟道耗尽型管、P沟道增强型管、P沟道耗尽型管。凡栅极-源极电压UGS为零时漏极电流也为零的管子均属于增强型管，凡栅极-源极电压UGS为零时漏极电流不为零的管子均属于耗尽型管。 根据导电方式的不同，MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指：当VGS=0时管子是呈截止状态，加上正确的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而“增强”了该区域的载流子，形成导电沟道。 N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S 间形成电流。 当栅极加有电压时，若0VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压)，由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。随着VGS的继续增加,IDMOS管i-v特性
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MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类