FET詳解,MOSFET結(jié)構(gòu)原理,場效應(yīng)管作用-KIA MOS管

FET簡介

FET即FieldEffectTransistor，場效應(yīng)晶體管，場效應(yīng)管是一種電壓控制器件(晶體管是電流控制器件)，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。FET是根據(jù)三極管的原理開發(fā)出的新一代放大元件，有3個極，柵極，漏極，源極。

FET原理

場效應(yīng)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，越來越多的電子電路都在使用場效應(yīng)管，特別是在音響領(lǐng)域。場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)如圖。

場效應(yīng)管是一種單極型晶體管，它只有一個P-N結(jié)，在零偏壓的狀態(tài)下，它是導(dǎo)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(qū))溝道變窄，其漏極電流將變小，(如圖C1-b)，反向偏壓達(dá)到一定時(shí)，耗盡區(qū)將完全溝道“夾斷“，此時(shí)，場效應(yīng)管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)如圖C-c，此時(shí)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。

FET結(jié)構(gòu)

下圖是FET簡單的的結(jié)構(gòu)示意圖（P溝FET是P型半導(dǎo)體部分與N型半導(dǎo)體部分互換）。

雙極晶體管的基極發(fā)射極間以及基極集電極間分別是兩個PN結(jié)，就是說存在著二極管。JFET的柵極與溝道（把輸出電路流過漏極源極間的部分稱為溝道）間有PN結(jié)，所以認(rèn)為存在著二極管（由于有PN結(jié)，所以稱為結(jié)型FET）。

FET分類

如圖所示，F(xiàn)ET按照結(jié)構(gòu)可以分為結(jié)型FET（JFET：JunctionFET）和絕緣柵FET（MOSFET：MetalOxideSemiconductorFET)。

按照電學(xué)特性，MOSFET又可以分為耗盡型（deletion）與增強(qiáng)型（enhancement）兩類。它們又可以進(jìn)一步分為N溝型（與雙極晶體管的NPN型相當(dāng)）和P溝型（與雙極晶體管的PNP型相當(dāng)）。從實(shí)際FET的型號中完全看不出JFET與MOSFET、耗盡型與增強(qiáng)型的區(qū)別。僅僅是N溝器件為2SK×××（也有雙柵的3SK×××），P溝器件為2SJ×××，以區(qū)別N溝和P溝器件。

極性判斷

1.結(jié)型場效管的判別

將萬用表置于RXlk檔，用黑表筆接觸假定為柵極G管腳，然后用紅表筆分別接觸另兩個管腳。若阻值均比較小(約5'--10歐)，再將紅、黑表筆交換測量一次。如阻值均很大，屬N溝道管，且黑表接觸的管腳為柵極G，說明原先的假定是正確的。同樣也可以判別出P溝道的結(jié)型場效應(yīng)管。

2.金屬氧化物場效應(yīng)管的判別

(1)柵極G的判定

用萬用表Rxl00擋，測量功率場效應(yīng)管任意兩引腳之間的正、反向電阻值，其中一次測量中兩引腳電阻值為數(shù)百歐姆，這時(shí)兩表筆所接的引腳是D極與S極，則另一引腳未接表筆為G極。

(2)漏極D、源極S及類型的判定

用萬用表RxlokD,擋測量D極與S極之間正、反向電阻值，正向電阻值約為0.2x10kfl，反向電阻值在(5—∞)x10kfl。在測反向電阻時(shí)，紅表筆所接引腳不變，黑表筆脫離所接引腳后，與G極觸碰一下，然后黑表筆去接原引腳，此時(shí)會出現(xiàn)兩種可能：

若萬用表讀數(shù)由原來較大阻值變?yōu)榱?，則此時(shí)紅表筆所接為S極，黑表筆所接為D極。用黑表筆觸發(fā)G極有效(使功率場效應(yīng)管D極與S極之間正、反向電阻值均為012)，則該場效應(yīng)管為N溝道型。

若萬用表讀數(shù)仍為較大值，則黑表筆接回原引腳不變，改用紅表筆去觸碰G極，然后紅表筆接回原引腳，此時(shí)萬用表讀數(shù)由原采阻值較大變?yōu)?，則此時(shí)黑表筆所接為S極，紅表筆所接為D極。用紅表筆觸發(fā)G，極有效，該場效應(yīng)管為P溝道型。

場效應(yīng)管的作用

1.信號放大。場效應(yīng)管通過柵極電壓控制源漏極電流，實(shí)現(xiàn)電信號放大。其高輸入阻抗（10?～1012Ω）和低噪聲特性，使其特別適用于高頻放大器（如射頻、音頻電路）及低噪聲前置放大設(shè)計(jì)。

2.電子開關(guān)。在數(shù)字電路和電源管理中，場效應(yīng)管可快速切換導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效開關(guān)功能。

例如：電機(jī)驅(qū)動電路，通過MOSFET控制大功率負(fù)載；邏輯門電路，構(gòu)建與非門（NAND）、或門（OR）等數(shù)字邏輯系統(tǒng)。

3.電壓控制與阻抗匹配。通過調(diào)節(jié)柵極電壓精確控制漏極電流，用于電源穩(wěn)壓器、電壓調(diào)節(jié)器等模擬電路；作為緩沖器連接高阻抗信號源與低阻抗負(fù)載，改善高頻信號傳輸質(zhì)量。

場效應(yīng)管的作用包括信號放大、電子開關(guān)、電壓控制和阻抗變換，廣泛應(yīng)用于放大器、開關(guān)電路、電源管理及高頻信號處理等領(lǐng)域。

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