1、場效應(yīng)晶體管,組員：文淩 文利 劉懷 張翔 潘紅銳 辜海金 製作人：全體組員,場效應(yīng)管的實(shí)物圖,場效應(yīng)晶體管的概念,概念： 場效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫（FET），簡稱場效應(yīng)管。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬於電壓控制型半導(dǎo)體器件。,P溝道結(jié)型場效應(yīng)管的符號和主要特性參數(shù),符號：,場效應(yīng)晶體管的特點(diǎn),特點(diǎn)： 它具有輸入電阻高（108109歐）,噪音小，功耗低，動(dòng)態(tài)範(fàn)圍大，易於集成，沒有二次擊穿現(xiàn)象，安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，先已成為雙極性晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。,場效應(yīng)晶體管的作用,場效應(yīng)管可應(yīng)用於放大。由於場效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，

2、因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。 場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合做阻抗交換。常用於多級放大器的輸入級做阻抗交換 場效應(yīng)管可以用作可變電阻。 場效應(yīng)晶體管可以方便的用作橫流源。 場效應(yīng)管還可以用作開關(guān)。,場效應(yīng)晶體管分結(jié)型和絕緣型(MOS)兩大類 按溝道材料：結(jié)型和絕緣型各分N溝道和P溝道兩種。 按導(dǎo)電方式：耗盡星與增強(qiáng)型，結(jié)型場效應(yīng)晶體管均為耗盡星，絕緣柵型場效應(yīng)晶體管既有耗盡型的也有增強(qiáng)型的 場效應(yīng)晶體管可以分為結(jié)場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)晶體管，而MOS場效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。,場效應(yīng)晶體管的分類,場效應(yīng)晶體管的主要參數(shù),場效應(yīng)管的封裝

3、方式,、采用基本成型模具，該模具是由薄樹脂印刷板制成；、粘片，將切割后粘貼好的硅片置放在模具的相應(yīng)位置；、烘烤，將粘貼好硅片的模具置入烘箱內(nèi)，在小于度的溫度下進(jìn)行烘烤；、超聲壓焊；、注膠封裝，將經(jīng)過烘烤的硅片在模具上進(jìn)行注膠封裝；、定型烘干；本發(fā)明具有方法相對簡單，成本較低，且封裝效果良好的優(yōu)點(diǎn)。,N溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號型號和主要參數(shù),V型槽MOS場效應(yīng)管的符號型號和主要參數(shù),Cds-漏-源電容 Cdu-漏-襯底電容 Cgd-柵-源電容 Cgs-漏-源電容 Ciss-柵短路共源輸入電容 Coss-柵短路共源輸出電容 Crss-柵短路共源反向傳輸電容 D-占空比（占空系數(shù)，外電路參數(shù)） di/d

4、t-電流上升率（外電路參數(shù)） dv/dt-電壓上升率（外電路參數(shù)） ID-漏極電流（直流） IDM-漏極脈沖電流 ID(on)-通態(tài)漏極電流 IDQ-靜態(tài)漏極電流（射頻功率管） IDS-漏源電流,N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管符號型號和主要參數(shù),開啟電壓VT ：在VDS為一固定數(shù)值時(shí)，能產(chǎn)生ID所需要的最小 |VGS | 值 飽和漏極電流IDSS ：在VGS = 0時(shí)，管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。 極間電容 ：漏源電容CDS約為 0.11pF，柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為13pF 低頻跨導(dǎo) gm ：表示VGS對iD的控制作用。 最大漏極電流 IDM 最大漏極耗散功率 PDM 漏源擊穿電壓

5、V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS,P溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號型號和主要參數(shù),P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的符號型號和主要參數(shù),IDSM 最大漏源電流.是一項(xiàng)極限參數(shù),是指場效應(yīng)管正常工作時(shí),漏源間所允許通過的最大電流.場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過IDSM Cds-漏-源電容 Cdu-漏-襯底電容 Cgd-柵-源電容 Cgs-漏-源電容 Ciss-柵短路共源輸入電容 Coss-柵短路共源輸出電容,P溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的符號型號和主要參數(shù),Idss 飽和漏源電流.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. Up 夾斷電壓.是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管中,使漏源間

6、剛截止時(shí)的柵極電壓. Ut 開啟電壓.是指增強(qiáng)型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓.,N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的符號型號和主要參數(shù),開啟電壓VT ：在VDS為一固定數(shù)值時(shí)，能產(chǎn)生ID所需要的最小 |VGS | 值 飽和漏極電流IDSS ：在VGS = 0時(shí)，管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。 極間電容 ：漏源電容CDS約為 0.11pF，柵源電容CGS和柵漏極電容CGD約為13pF 低頻跨導(dǎo) gm ：表示VGS對iD的控制作用。 最大漏極電流 IDM 最大漏極耗散功率 PDM 漏源擊穿電壓 V(BR)DS 柵源擊穿電壓 V(BR)GS,使用場效應(yīng)管時(shí)的注意事項(xiàng),（1）為了安全使用場效應(yīng)管，

7、在線路的設(shè)計(jì)中不能超過管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。 （2）各類型場效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中，要遵守場效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場效應(yīng)管柵源漏之間是PN結(jié)，N溝道管柵極不能加正偏壓；P溝道管柵極不能加負(fù)偏 場效應(yīng)管 壓，等等。（3）MOS場效應(yīng)管由于輸人阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。 （4）為了防止場效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地；管

8、腳在焊接時(shí)，先焊源極；在連入電路之前，管的全部引線端保持互相短接狀態(tài)，焊接完后才把短接材料去掉；從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等；當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接場效應(yīng)管是比較方便的，并且確保安全；在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場效應(yīng)管時(shí)必須注意。,場效應(yīng)管的應(yīng)用特點(diǎn),1.場效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。 2.場效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由vGS控制iD，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制i

9、C。 場效應(yīng)管 3.場效應(yīng)管柵極幾乎不取電流（ig0）；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。 4.場效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應(yīng)選用場效應(yīng)管。 5.場效應(yīng)管在源極水與襯底連在一起時(shí)，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí)，其特性差異很大，b值將減小很多。 6.場效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應(yīng)管。 7.場效

10、應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開路電路，但由于前者制造工藝簡單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。 8.三極管導(dǎo)通電阻大，場效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現(xiàn)在的用電器件上，一般都用場效應(yīng)管做開關(guān)來用，他的效率是比較高的。,場效應(yīng)管的測量（1）,一、用指針式萬用表對場效應(yīng)管進(jìn)行判別 （1）用測電阻法判別結(jié)型場效應(yīng)管的電極 根據(jù)場效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象，可以判別出結(jié)型場效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法：將萬用表撥在R1k檔上，任選兩個(gè)電極，分別測出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向電阻值相等，且為幾千歐姆時(shí)，則

11、該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。因?yàn)閷Y(jié)型場效應(yīng)管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極。也可以將萬用表的黑表筆（紅表筆也行）任意接觸一個(gè)電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極，測其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測得的電阻值近似相等時(shí)，則黑表筆所接觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測出的電阻值均很大，說明是結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是溝道場效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測出的電阻值均很小，說明是正向結(jié)，即是正向電阻，判定為溝道場效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測試，直到判別出柵極為止。,場效應(yīng)管的測量（2）,（2）用測電阻法

12、判別場效應(yīng)管的好壞 測電阻法是用萬用表測量場效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極1與柵極2之間的電阻值同場效應(yīng)管手冊標(biāo)明的電阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法：首先將萬用表置于或100檔，測量源極與漏極之間的電阻，通常在幾十歐到幾千歐范圍（在手冊中可知，各種不同型號的管，其電阻值是各不相同的），如果測得阻值大于正常值，可能是由于內(nèi)部接觸不良；如果測得阻值是無窮大，可能是內(nèi)部斷極。然后把萬用表置于檔，再測柵極1與2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻值，當(dāng)測得其各項(xiàng)電阻值均為無窮大，則說明管是正常的；若測得上述各阻值太小或?yàn)橥罚瑒t說明管是壞的。要注意，若兩個(gè)柵極在管內(nèi)斷極，可用

13、元件代換法進(jìn)行檢測。 （3）用感應(yīng)信號輸人法估測場效應(yīng)管的放大能力 具體方法：用萬用表電阻的R100檔，紅表筆接源極，黑表筆接漏極，給場效應(yīng)管加上1.5的電源電壓，此時(shí)表針指示出的漏源極間的電阻值。然后用手捏住結(jié)型場效應(yīng)管的柵極，將人體的感應(yīng)電壓信,場效應(yīng)管的測量（3）,號加到柵極上。這樣，由于管的放大作用，漏源電壓VDS和漏極電流I都要發(fā)生變化，也就是漏源極間電阻發(fā)生了變化，由此可以觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極表針擺動(dòng)較小，說明管的放大能力較差；表針擺動(dòng)較大，表明管的放大能力大；若表針不動(dòng)，說明管是壞的。 根據(jù)上述方法，我們用萬用表的R100檔，測結(jié)型場效應(yīng)管3DJ2F。先將管的

14、極開路，測得漏源電阻RDS為600，用手捏住極后，表針向左擺動(dòng)，指示的電阻RDS為12k，表針擺動(dòng)的幅度較大，說明該管是好的，并有較大的放大能力。 運(yùn)用這種方法時(shí)要說明幾點(diǎn)：首先，在測試場效應(yīng)管用手捏住柵極時(shí)，萬用表針可能向右擺動(dòng)（電阻值減小），也可能向左擺動(dòng)（電阻值增加）。這是由于人體感應(yīng)的交流電壓較高，而不同的場效應(yīng)管用電阻檔測量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同（或者工作在飽和區(qū)或者在不飽和區(qū)）所致，試驗(yàn)表明，多數(shù)管的RDS增大，即表針向左擺動(dòng)；少數(shù)管的RDS減小，使表針向右擺動(dòng)。但無論表針擺動(dòng)方向如何，只要表針擺動(dòng)幅度較大，就說明管有較大的放大能力。第二，此方法對MOS場效應(yīng)管也適用。但要注意，MOS

15、場效應(yīng)管的輸人電阻高，柵極允許的感應(yīng)電壓不應(yīng)過高，所以不要直接用手去捏柵極，必須用于握螺絲刀的絕緣柄，用金,場效應(yīng)管的測量（4）,屬桿去碰觸柵極，以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極，引起柵極擊穿。第三，每次測量完畢，應(yīng)當(dāng)G-S極間短路一下。這是因?yàn)镚-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷，建立起G電壓，造成再進(jìn)行測量時(shí)表針可能不動(dòng)，只有將G-S極間電荷短路放掉才行。 （4）用測電阻法判別無標(biāo)志的場效應(yīng)管 首先用測量電阻的方法找出兩個(gè)有電阻值的管腳，也就是源極和漏極，余下兩個(gè)腳為第一柵極G1和第二柵極G2。把先用兩表筆測的源極與漏極之間的電阻值記下來，對調(diào)表筆再測量一次，把其測得電阻值記下來，兩次測得阻值較大的

16、一次，黑表筆所接的電極為漏極；紅表筆所接的為源極。用這種方法判別出來的、極，還可以用估測其管的放大能力的方法進(jìn)行驗(yàn)證，即放大能力大的黑表筆所接的是極；紅表筆所接地是極，兩種方法檢測結(jié)果均應(yīng)一樣。當(dāng)確定了漏極、源極的位置后，按、的對應(yīng)位置裝人電路，一般G1、G2也會(huì)依次對準(zhǔn)位置，這就確定了兩個(gè)柵極G1、G2的位置，從而就確定了、S、G1、G2管腳的順序。,場效應(yīng)管的測量（5）,（5）用測反向電阻值的變化判斷跨導(dǎo)的大小 對 溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管測量跨導(dǎo)性能時(shí)，可用紅表筆接源極、黑表筆接漏極，這就相當(dāng)于在源、漏極之間加了一個(gè)反向電壓。此時(shí)柵極是開路的，管的反向電阻值是很不穩(wěn)定的。將萬用表的歐姆檔選在R

17、10k的高阻檔，此時(shí)表內(nèi)電壓較高。當(dāng)用手接觸柵極時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)管的反向電阻值有明顯地變化，其變化越大，說明管的跨導(dǎo)值越高；如果被測管的跨導(dǎo)很小，用此法測時(shí)，反向阻值變化不大。 二、.場效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng) （1）為了安全使用場效應(yīng)管，在線路的設(shè)計(jì)中不能超過管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。 （2）各類型場效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中，要遵守場效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場效應(yīng)管柵源漏之間是結(jié)，溝道管柵極不能加正偏壓；溝道管柵極不能加負(fù)偏壓，等等。 （3）MOS場效應(yīng)管由于輸人阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。 （4）為了防止場效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地；管腳在焊接時(shí)，先焊源極；在連入電路之前，管的全部引線端保持互相短接狀態(tài)，焊接完后才把短接材料去掉；從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等；當(dāng)然，如果能采用先,場效應(yīng)管的測量（6）,進(jìn)的氣熱型電烙鐵，焊接場效應(yīng)管是比較方便的，并且確保安全；在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場效應(yīng)管時(shí)必須注意。