場效應管的分類和作用分別是什么?

根據三極管的原理開發出的新一代放大元件，有3個極性，柵極，漏極，源極，它的特點是柵極的內阻極高，采用二氧化硅材料的可以達到幾百兆歐，屬于電壓控制型器件

概念:

場效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管.由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導體器件.

特點:

具有輸入電阻高（108～109Ω）、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者.

場效應管的作用

??? 1、場效應管可應用于放大。由于場效應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、場效應管可以用作可變電阻。

??? 4、場效應管可以方便地用作恒流源。

??? 5、場效應管可以用作電子開關。

??? 場效應管的測試

??? 1、結型場效應管的管腳識別：　　

??? 場效應管的柵極相當于晶體管的基極，源極和漏極分別對應于晶體管的發射極和集電極。將萬用表置于R×1k檔，用兩表筆分別測量每兩個管腳間的正、反向電阻。當某兩個管腳間的正、反向電阻相等，均為數KΩ時，則這兩個管腳為漏極D和源極S（可互換），余下的一個管腳即為柵極G。對于有4個管腳的結型場效應管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。

??? 2、判定柵極　　

??? 用萬用表黑表筆碰觸管子的一個電極，紅表筆分別碰觸另外兩個電極。若兩次測出的阻值都很小，說明均是正向電阻，該管屬于N溝道場效應管，黑表筆接的也是柵極。　　

??? 制造工藝決定了場效應管的源極和漏極是對稱的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。　　

??? 注意不能用此法判定絕緣柵型場效應管的柵極。因為這種管子的輸入電阻極高，柵源間的極間電容又很小，測量時只要有少量的電荷，就可在極間電容上形成很高的電壓，容易將管子損壞。

??? 3、估測場效應管的放大能力　　將萬用表撥到R×100檔，紅表筆接源極S，黑表筆接漏極D，相當于給場效應管加上1.5V的電源電壓。這時表針指示出的是D-S極間電阻值。然后用手指捏柵極G，將人體的感應電壓作為輸入信號加到柵極上。由于管子的放大作用，UDS和ID都將發生變化，也相當于D-S極間電阻發生變化，可觀察到表針有較大幅度的擺動。如果手捏柵極時表針擺動很小，說明管子的放大能力較弱；若表針不動，說明管子已經損壞。　　

??? 由于人體感應的50Hz交流電壓較高，而不同的場效應管用電阻檔測量時的工作點可能不同，因此用手捏柵極時表針可能向右擺動，也可能向左擺動。少數的管子RDS減小，使表針向右擺動，多數管子的RDS增大，表針向左擺動。無論表針的擺動方向如何，只要能有明顯地擺動，就說明管子具有放大能力。本方法也適用于測MOS管。為了保護MOS場效應管，必須用手握住螺釘旋具絕緣柄，用金屬桿去碰柵極，以防止人體感應電荷直接加到柵極上，將管子損壞。　　

??? MOS管每次測量完畢，G-S結電容上會充有少量電荷，建立起電壓UGS，再接著測時表針可能不動，此時將G-S極間短路一下即可。

2.場效應管的分類:

場效應管分結型、絕緣柵型(MOS)兩大類

按溝道材料:結型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種.

按導電方式:耗盡型與增強型,結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。

場效應晶體管可分為結場效應晶體管和MOS場效應晶體管,而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類.

3.場效應管的主要參數 :

Idss — 飽和漏源電流.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流.

Up — 夾斷電壓.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓.

Ut — 開啟電壓.是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓.

gM — 跨導.是表示柵源電壓UGS — 對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值.gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數.

BVDS — 漏源擊穿電壓.是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓.這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小于BVDS.

PDSM — 最大耗散功率,也是一項極限參數,是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率.使用時,場效應管實際功耗應小于PDSM并留有一定余量.

IDSM — 最大漏源電流.是一項極限參數,是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流.場效應管的工作電流不應超過IDSM

4.結型場效應管的管腳識別:

判定柵極G:將萬用表撥至R×1k檔,用萬用表的負極任意接一電極,另一只表筆依次去接觸其余的兩個極,測其電阻.若兩次測得的電阻值近似相等,則負表筆所接觸的為柵極,另外兩電極為漏極和源極.漏極和源極互換,若兩次測出的電阻都很大,則為N溝道;若兩次測得的阻值都很小,則為P溝道.

判定源極S、漏極D:

在源-漏之間有一個PN結,因此根據PN結正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極.用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低（一般為幾千歐至十幾千歐）的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極.

5.常效應管與晶體三極管的比較

場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件.在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管.

場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電,被稱之為雙極型器件.

有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好.

場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用.

一、場效應管的結構原理及特性 場效應管有結型和絕緣柵兩種結構，每種結構又有N溝道和P溝道兩種導電溝道。

1、結型場效應管（JFET）

（1）結構原理 它的結構及符號見圖1。在N型硅棒兩端引出漏極D和源極S兩個電極，又在硅棒的兩側各做一個P區，形成兩個PN結。在P區引出電極并連接起來，稱為柵極Go這樣就構成了N型溝道的場效應管 。由于PN結中的載流子已經耗盡，故PN基本上是不導電的，形成了所謂耗盡區，當漏極電源電壓ED一定時，如果柵極電壓越負，PN結交界面所形成的耗盡區就越厚，則漏、源極之間導電的溝道越窄，漏極電流ID就愈小；反之，如果柵極電壓沒有那么負，則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID的變化，就是說，場效應管是電壓控制元件。

2、絕緣柵場效應管

它是由金屬、氧化物和半導體所組成，所以又稱為金屬---氧化物---半導體場效應管，簡稱MOS場效應管。

（1）結構原理

它的結構、電極及符號見圖3所示，以一塊P型薄硅片作為襯底，在它上面擴散兩個高雜質的N型區，作為源極S和漏極D。在硅片表覆蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個電極G（柵極）由于柵極與其它電極絕緣，所以稱為絕緣柵場面效應管。在制造管子時，通過工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。

場效應管的式作方式有兩種：當柵壓為零時有較大漏極電流的稱為耗散型，當柵壓為零，漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱為增強型。

各種場效應器件的分類，電壓符號和主要伏安特性（轉移特性、輸出特性） 二、場效應管的主要參數

1、夾斷電壓VP

當VDS為某一固定數值，使IDS等于某一微小電流時，柵極上所加的偏壓VGS就是夾斷電壓VP。

2、飽和漏電流IDSS

在源、柵極短路條件下，漏源間所加的電壓大于VP時的漏極電流稱為IDSS。

3、擊穿電壓BVDS

表示漏、源極間所能承受的最大電壓，即漏極飽和電流開始上升進入擊穿區時對應的VDS。

4、直流輸入電阻RGS

在一定的柵源電壓下，柵、源之間的直流電阻，這一特性有以流過柵極的電流來表示，結型場效應管的RGS可達1000000000歐而絕緣柵場效應管的RGS可超過10000000000000歐。

5、低頻跨導gm

漏極電流的微變量與引起這個變化的柵源電壓微數變量之比，稱為跨導，即

gm= △ID/△VGS

它是衡量場效應管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個參數，也是衡量放大作用的重要參數，此參靈敏常以柵源電壓變化1伏時，漏極相應變化多少微安（μA/V）或毫安（mA/V）來表示 。

現在越來越多的電子電路都在使用場效應管,
特別是在音響領域更是如此,場效應管與晶體管不同,它是一種電壓控制器件(晶體管是電流控制器件),其特性更象電子管,它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益,由于是電壓控制器件所以噪聲小,其結構簡圖如圖C-a. 場效應管是一種單極型晶體管,它只有一個P-N結,在零偏壓的狀態下,它是導通的,如果在其柵極(G)和源極(S)之間加上一個反向偏壓(稱柵極偏壓)在反向電場作用下P-N變厚(稱耗盡區)溝道變窄,其漏極電流將變小,(如圖C1-b),反向偏壓達到一定時,耗盡區將完全溝道"夾斷",此時,場效應管進入截止狀態如圖C-c,此時的反向偏壓我們稱之為夾斷電壓,用Vpo表示,它與柵極電壓Vgs和漏源電壓Vds之間可近以表示為Vpo=Vps+|Vgs|,這里|Vgs|是Vgs的絕對值. 在制造場效應管時,如果在柵極材料加入之前,在溝道上先加上一層很薄的絕緣層的話,則將會大大地減小柵極電流,也大大地增加其輸入阻抗,由于這一絕緣層的存在,場效應管可工作在正的偏置狀態,我們稱這種場效應管為絕緣柵型場效應管,又稱MOS場效應管,所以場效應管有兩種類型,一種是絕緣柵型場效應管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置狀態,一種是結型柵型效應管,它只能工作在反向偏置狀態.絕緣柵型場效應管又分為增強型和耗盡型兩種,我們稱在正常情況下導通的為耗盡型場效應管,在正常情況下斷開的稱增強型效應管.增強型場效應管特點:當Vgs=0時Id(漏極電流)=0,只有當Vgs增加到某一個值時才開始導通,有漏極電流產生.并稱開始出現漏極電流時的柵源電壓Vgs為開啟電壓.耗盡型場效應管的特點,它可以在正或負的柵源電壓(正或負偏壓)下工作,而且柵極上基本無柵流(非常高的輸入電阻). 結型柵場效應管應用的電路可以使用絕緣柵型場效應管,但絕緣柵增強型場效管應用的電路不能用結型 柵場效應管代