场效应管的分类和作用分别是什么?
场效应管的分类和作用分别是什么?
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
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（108～109ω）、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.
场效应管的作用
1、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。
2、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。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
场效应管的测试
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4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50hz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。
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.
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
4.结型场效应管的管脚识别:
判定栅极g:将万用表拨至r×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为n沟道;若两次测得的阻值都很小,则为p沟道.
判定源极s、漏极d:
在源-漏之间有一个pn结,因此根据pn结正、反向电阻存在差异,可识别s极与d极.用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻,此时黑表笔的是s极,红表笔接d极.
5.常效应管与晶体三极管的比较
场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件.在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管.
场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.
有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好.
场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用.
一、场效应管的结构原理及特性 场效应管有结型和绝缘栅两种结构，每种结构又有n沟道和p沟道两种导电沟道。
1、结型场效应管（jfet）
（1）结构原理 它的结构及符号见图1。在n型硅棒两端引出漏极d和源极s两个电极，又在硅棒的两侧各做一个p区，形成两个pn结。在p区引出电极并连接起来，称为栅极go这样就构成了n型沟道的场效应管 。由于pn结中的载流子已经耗尽，故pn基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，当漏极电源电压ed一定时，如果栅极电压越负，pn结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流id就愈小；反之，如果栅极电压没有那么负，则沟道变宽，id变大，所以用栅极电压eg可以控制漏极电流id的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。
2、绝缘栅场效应管
它是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属---氧化物---半导体场效应管，简称mos场效应管。
（1）结构原理
它的结构、电极及符号见图3所示，以一块p型薄硅片作为衬底，在它上面扩散两个高杂质的n型区，作为源极s和漏极d。在硅片表覆盖一层绝缘物，然后再用金属铝引出一个电极g（栅极）由于栅极与其它电极绝缘，所以称为绝缘栅场面效应管。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的n区接通，形成了导电沟道，即使在vgs=0时也有较大的漏极电流id。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流id随着栅极电压的变化而变化。
场效应管的式作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗散型，当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。
各种场效应器件的分类，电压符号和主要伏安特性（转移特性、输出特性） 二、场效应管的主要参数
1、夹断电压vp
当vds为某一固定数值，使ids等于某一微小电流时，栅极上所加的偏压vgs就是夹断电压vp。
2、饱和漏电流idss
在源、栅极短路条件下，漏源间所加的电压大于vp时的漏极电流称为idss。
3、击穿电压bvds
表示漏、源极间所能承受的最大电压，即漏极饱和电流开始上升进入击穿区时对应的vds。
4、直流输入电阻rgs
在一定的栅源电压下，栅、源之间的直流电阻，这一特性有以流过栅极的电流来表示，结型场效应管的rgs可达1000000000欧而绝缘栅场效应管的rgs可超过10000000000000欧。
5、低频跨导gm
漏极电流的微变量与引起这个变化的栅源电压微数变量之比，称为跨导，即
gm= △id/△vgs
它是衡量场效应管栅源电压对漏极电流控制能力的一个参数，也是衡量放大作用的重要参数，此参灵敏常以栅源电压变化1伏时，漏极相应变化多少微安（μa/v）或毫安（ma/v）来表示 。
1、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。
2、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。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
现在越来越多的电子电路都在使用场效应管,
特别是在音响领域更是如此,场效应管与晶体管不同,它是一种电压控制器件(晶体管是电流控制器件),其特性更象电子管,它具有很高的输入阻抗,较大的功率增益,由于是电压控制器件所以噪声小,其结构简图如图c-a. 场效应管是一种单极型晶体管,它只有一个p-n结,在零偏压的状态下,它是导通的,如果在其栅极(g)和源极(s)之间加上一个反向偏压(称栅极偏压)在反向电场作用下p-n变厚(称耗尽区)沟道变窄,其漏极电流将变小,(如图c1-b),反向偏压达到一定时,耗尽区将完全沟道夹断,此时,场效应管进入截止状态如图c-c,此时的反向偏压我们称之为夹断电压,用vpo表示,它与栅极电压vgs和漏源电压vds之间可近以表示为vpo=vps+|vgs|,这里|vgs|是vgs的绝对值. 在制造场效应管时,如果在栅极材料加入之前,在沟道上先加上一层很薄的绝缘层的话,则将会大大地减小栅极电流,也大大地增加其输入阻抗,由于这一绝缘层的存在,场效应管可工作在正的偏置状态,我们称这种场效应管为绝缘栅型场效应管,又称mos场效应管,所以场效应管有两种类型,一种是绝缘栅型场效应管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置状态,一种是结型栅型效应管,它只能工作在反向偏置状态.绝缘栅型场效应管又分为增强型和耗尽型两种,我们称在正常情况下导通的为耗尽型场效应管,在正常情况下断开的称增强型效应管.增强型场效应管特点:当vgs=0时id(漏极电流)=0,只有当vgs增加到某一个值时才开始导通,有漏极电流产生.并称开始出现漏极电流时的栅源电压vgs为开启电压.耗尽型场效应管的特点,它可以在正或负的栅源电压(正或负偏压)下工作,而且栅极上基本无栅流(非常高的输入电阻). 结型栅场效应管应用的电路可以使用绝缘栅型场效应管,但绝缘栅增强型场效管应用的电路不能用结型 栅场效应管代
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特点:
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场效应管的作用
1、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。
2、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。
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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。
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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。
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.
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
4.结型场效应管的管脚识别:
判定栅极g:将万用表拨至r×1k档,用万用表的负极任意接一电极,另一只表笔依次去接触其余的两个极,测其电阻.若两次测得的电阻值近似相等,则负表笔所接触的为栅极,另外两电极为漏极和源极.漏极和源极互换,若两次测出的电阻都很大,则为n沟道;若两次测得的阻值都很小,则为p沟道.
判定源极s、漏极d:
在源-漏之间有一个pn结,因此根据pn结正、反向电阻存在差异,可识别s极与d极.用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻,此时黑表笔的是s极,红表笔接d极.
5.常效应管与晶体三极管的比较
场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件.在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管.
场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.
有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好.
场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用.
一、场效应管的结构原理及特性 场效应管有结型和绝缘栅两种结构，每种结构又有n沟道和p沟道两种导电沟道。
1、结型场效应管（jfet）
（1）结构原理 它的结构及符号见图1。在n型硅棒两端引出漏极d和源极s两个电极，又在硅棒的两侧各做一个p区，形成两个pn结。在p区引出电极并连接起来，称为栅极go这样就构成了n型沟道的场效应管 。由于pn结中的载流子已经耗尽，故pn基本上是不导电的，形成了所谓耗尽区，当漏极电源电压ed一定时，如果栅极电压越负，pn结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流id就愈小；反之，如果栅极电压没有那么负，则沟道变宽，id变大，所以用栅极电压eg可以控制漏极电流id的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。
2、绝缘栅场效应管
它是由金属、氧化物和半导体所组成，所以又称为金属---氧化物---半导体场效应管，简称mos场效应管。
（1）结构原理
它的结构、电极及符号见图3所示，以一块p型薄硅片作为衬底，在它上面扩散两个高杂质的n型区，作为源极s和漏极d。在硅片表覆盖一层绝缘物，然后再用金属铝引出一个电极g（栅极）由于栅极与其它电极绝缘，所以称为绝缘栅场面效应管。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的n区接通，形成了导电沟道，即使在vgs=0时也有较大的漏极电流id。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流id随着栅极电压的变化而变化。
场效应管的式作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗散型，当栅压为零，漏极电流也为零，必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的称为增强型。
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1、夹断电压vp
当vds为某一固定数值，使ids等于某一微小电流时，栅极上所加的偏压vgs就是夹断电压vp。
2、饱和漏电流idss
在源、栅极短路条件下，漏源间所加的电压大于vp时的漏极电流称为idss。
3、击穿电压bvds
表示漏、源极间所能承受的最大电压，即漏极饱和电流开始上升进入击穿区时对应的vds。
4、直流输入电阻rgs
在一定的栅源电压下，栅、源之间的直流电阻，这一特性有以流过栅极的电流来表示，结型场效应管的rgs可达1000000000欧而绝缘栅场效应管的rgs可超过10000000000000欧。
5、低频跨导gm
漏极电流的微变量与引起这个变化的栅源电压微数变量之比，称为跨导，即
gm= △id/△vgs
它是衡量场效应管栅源电压对漏极电流控制能力的一个参数，也是衡量放大作用的重要参数，此参灵敏常以栅源电压变化1伏时，漏极相应变化多少微安（μa/v）或毫安（ma/v）来表示 。
1、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。
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