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场效应管的识别与检测

场效应管的识别与检测. 场效应管的识别与检测. 场效应管是电压控制型半导体器件。特点：输入电阻高（ 107 ～ 109 欧）、噪声小、功耗低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路。. 场效应管外形图. N 沟道. N 沟道. N 沟道. JFET 结型. （耗尽型）. P 沟道. P 沟道. P 沟道. FET 场效应管. 增强型. MOSFET 绝缘栅型. 耗尽型. 场效应管的类型、结构、原理. 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。. 场效应管的类型、结构、原理. （一）结型场效应管 (JFET) 结型场效应管的结构和工作原理

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场效应管的识别与检测

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  1. 场效应管的识别与检测

  2. 场效应管的识别与检测 • 场效应管是电压控制型半导体器件。特点：输入电阻高（107～109欧）、噪声小、功耗低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路。

  3. 场效应管外形图

  4. N沟道 N沟道 N沟道 JFET结型 （耗尽型） P沟道 P沟道 P沟道 FET场效应管 增强型 MOSFET绝缘栅型 耗尽型 场效应管的类型、结构、原理 • 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。

  5. 场效应管的类型、结构、原理 • （一）结型场效应管(JFET) • 结型场效应管的结构和工作原理 • （1）场效应管的三个极：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）【闸门、水库、出水口】

  6. 结型场效应管(JFET) • （2）N型沟道源极提供电子，电流从漏极→源极； • P型沟道源极提供空穴，电流从源极→漏极； • （3）N沟道结型场效应管源极与漏极以N型半导体沟道连接，栅极则是P型半导体，分别由接点接到外围电路。

  7. 结型场效应管(JFET) （4）场效应管工作时对偏置电压要求如下： • ◆ 栅－源加负电压（UGS＜0），栅－源间的PN结反偏，栅极电流（IG≈0），场效应管呈现很高的输入电阻。 • ◆ 漏－ 源极间加正电压（UDS＞0），使N沟道中的多数载流子在电场作用下，由源极向漏极漂移，形成漏极电流（iD）。 • ◆ 漏极电流（iD）主要受栅－源电压（UGS）控制，同时，也受漏——源电压（UDS）的影响。

  8. 结型场效应管(JFET) • 工作过程分析：先假定UDS＝0。 • 当UGS＝0沟道较宽，电阻较小； • 当UGS＜0，随着值的增加，在这个反偏电压作用 • 下，两个PN结耗尽层加宽，沟道将变窄，沟道电阻加大。 • 当UGS值大到一定值，耗尽层在夹道中合拢， • －源电阻无穷大，iD=0，此时的UGS称为夹断电 • 压，用UP表示。 • 上述分析表明：改变UGS的大小，可以有效控制沟 • 道电阻的大小；同时加上UDS，漏极电流iD将受UGS • 控制， UGS值增加，沟道电阻增大， iD减小；

  9. 结型场效应管(JFET) • UDS对iD的影响。假定UGS不变。 • 当UDS增加时，导电沟道呈稧形，沟道宽度不均匀，在预夹断前， iD随UDS的增加几乎呈线性地增加。 • 当UDS增加到UDS＝ UGS－ UP，即UGD＝ UGS－ UDS＝ UP（夹断电压），沟道预夹断，漏极附近的耗尽层在A点处合拢，此时，与完全夹断不同， iD≠0，但此后， UDS再增加， iD变化不大。

  10. 结型场效应管(JFET) • ①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN结是反向偏置的，所以，栅极电流iG≈0，输入电阻很高； • ②漏极电流受栅－源电压UGS控制，所以，场效应管是电压控制电流器件； • ③预夹断前，即UDS较小时， iD与 UDS基本呈线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。

  11. 绝缘栅型场效应管(MOSFET) • 二、绝缘栅型场效应管(MOSFET) • （一）N沟道增强型MOS管结构 • 四个电极：漏极D，源极S, 栅极G和衬底B。

  12. 绝缘栅型场效应管(MOSFET) • （二）工作原理 • 当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。 • 当UGS＞0V时→纵向电场，增加UGS→纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流I D。

  13. 绝缘栅型场效应管(MOSFET) • N沟道增强型MOS管的基本特性： • UGS＜UT，管子截止； • UGS＞UT，管子导通。 • UGS越大，沟道越宽，在相同的漏源电压UDS作用下，漏极电流ID越大。

  14. 场效应管的主要参数 • 三、场效应管的主要参数 • （1）开启电压VT (MOSFET) • 通常将刚刚形成导电沟道、出现漏极电流 ID 时对应的栅－源电压称为开启电压，用 • VGS(th) 或VT 。 • 开启电压VT是MOS增强型管的参数。当栅－源电压VGS小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。

  15. 场效应管的主要参数 • （2）夹断电压VP (JFET) • 当VDS为某一固定值（如10V），使 iD等于某一微小电流（如50mA）时，栅－源极间加的电压即为夹断电压。当VGS＝VP时，漏极电流为零。 • （3）饱和漏极电流IDSS(JFET) • 饱和漏极电流IDSS是在VGS＝0的条件下，场效应管发生预夹断时的漏极电流。 IDSS是结型场效应管所能输出的最大电流。

  16. 场效应管的主要参数 • （4）直流输入电阻RGS • 漏－源短路，栅－源加电压时，栅－源极之间的直流电阻。 • 结型： RGS＞107 Ω；MOS管： RGS＞109 ～ 1015 Ω； • （5）跨导gm：漏极电流的微变量与栅－源电压微变量之比，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。gm相当于三极管的hFE。 • （6）最大漏极功耗PD • PD=UDS*ID，相当于三极管的PCM。

  17. 作业： • 1、场效应管有何应用?场效应管主要有哪些性能参数？ • 2、如何用万用表判定场效应管的好坏和极性？ • 3、能否用万用表来测量MOS场效应管的好坏和极性？

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