場效應(yīng)管(Field Effect Transistor)又稱場效應(yīng)晶體管,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。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管,[1]它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。主要有兩種類型(junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(metal-oxide semiconductor FET,簡稱MOS-FET)。
場效應(yīng)管具有輸入電阻高(10 7~10 15Ω)、噪聲小、功耗低、動態(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,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和 功率晶體管的強大競爭者。
與雙極型晶體管相比,場效應(yīng)管具有如下特點。
(1)場效應(yīng)管是電壓控制 器件,它通過V GS(柵源電壓)來控制I D(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 7~10 12Ω)很大。
(3)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;
(4)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);
(5)場效應(yīng)管的抗輻射能力強;
(6)由于它不存在雜亂 運動的電子擴散引起的 散粒噪聲,所以噪聲低。
場效應(yīng)管工作原理用一句話說,就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID,用以柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說,ID流經(jīng)通路的寬度,即溝道截面積,它是由pn結(jié)反偏的變化,產(chǎn)生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域,表示的過渡層的擴展因為不很大,根據(jù)漏極-源極間所加VDS的 電場,源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動。從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型,ID飽和。將這種狀態(tài)稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋,并不是電流被切斷。
哪么如何判斷他們的好壞呢?
先用萬用表R×10kΩ擋(內(nèi)置有15V電池),把負表筆(黑)接?xùn)艠O(G),正表筆(紅)接源極(S)。給柵、源極之間充電,此時萬用表指針有輕微偏轉(zhuǎn)。再改用萬用表R×1Ω擋,將負表筆接漏極(D),正筆接源極(S),萬用表指示值若為幾歐姆,則說明場效應(yīng)管是好的 。
二、判斷結(jié)型場效應(yīng)管的電極
將萬用表撥至R×100檔,紅表筆任意接一個腳管,黑表筆則接另一個腳管,使第三腳懸空。若發(fā)現(xiàn)表針有輕微擺動,就證明第三腳為柵極。欲獲得更明顯的觀察效果,還可利用人體靠近或者用手指觸摸懸空腳,只要看到表針作大幅度偏轉(zhuǎn),即說明懸空腳是柵極,其余二腳分別是源極和漏極。
判斷理由:JFET的輸入電阻大于100MΩ,并且跨導(dǎo)很高,當(dāng)柵極開路時空間電磁場很容易在柵極上感應(yīng)出電壓信號,使管子趨于截止,或趨于導(dǎo)通。若將人體感應(yīng)電壓直接加在柵極上,由于輸入干擾信號較強,上述現(xiàn)象會更加明顯。如表針向左側(cè)大幅度偏轉(zhuǎn),就意味著管子趨于截止,漏-源極間電阻RDS增大,漏-源極間電流減小IDS。反之,表針向右側(cè)大幅度偏轉(zhuǎn),說明管子趨向?qū)?,RDS↓,IDS↑。但表針究竟向哪個方向偏轉(zhuǎn),應(yīng)視感應(yīng)電壓的極性(正向電壓或反向電壓)及管子的工作點而定。
注意事項:
(1)試驗表明,當(dāng)兩手與D、S極絕緣,只摸柵極時,表針一般向左偏轉(zhuǎn)。但是,如果兩手分別接觸D、S極,并且用手指摸住柵極時,有可能觀察到表針向右偏轉(zhuǎn)的情形。其原因是人體幾個部位和電阻對場效應(yīng)管起到偏置作用,使之進入飽和區(qū)。
(2)也可以用舌尖舔住柵極,現(xiàn)象同上。
審核編輯黃昊宇
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場效應(yīng)管
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