場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極區(qū)別與調(diào)換介紹

關(guān)于場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極，你知道它們可以互換使用嗎?我們?cè)谧鲭娐吩O(shè)計(jì)中三極管和 MOS 管做開關(guān)用時(shí)候有什么區(qū)別工作性質(zhì)：

1. 三極管用電流控制，MOS 管屬于電壓控制。

2、成本問(wèn)題：三極管便宜，MOS 管貴。

3、功耗問(wèn)題：三極管損耗大。

4、驅(qū)動(dòng)能力：MOS 管常用來(lái)電源開關(guān)，以及大電流地方開關(guān)電路。

實(shí)際上就是三極管比較便宜，用起來(lái)方便，常用在數(shù)字電路開關(guān)控制。

MOS 管用于高頻高速電路，大電流場(chǎng)合，以及對(duì)基極或漏極控制電流比較敏感的地方。

一般來(lái)說(shuō)低成本場(chǎng)合，普通應(yīng)用的先考慮用三極管，不行的話考慮 MOS 管。

實(shí)際上說(shuō)電流控制慢，電壓控制快這種理解是不對(duì)的。要真正理解得了解雙極晶體管和 MOS 晶體管的工作方式才能明白。

三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的，以 npn 管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時(shí)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的 pn 結(jié)為阻止多子(基區(qū)為空穴，發(fā)射區(qū)為電子)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在此 pn 結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(chǎng)(即內(nèi)建電場(chǎng))，當(dāng)基極外加正電壓的指向?yàn)榛鶇^(qū)指向發(fā)射區(qū)，當(dāng)基極外加電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)大于內(nèi)建電場(chǎng)時(shí)，基區(qū)的載流子(電子)才有可能從基區(qū)流向發(fā)射區(qū)，此電壓的最小值即 pn 結(jié)的正向?qū)妷?工程上一般認(rèn)為 0.7v)。

但此時(shí)每個(gè) pn 結(jié)的兩側(cè)都會(huì)有電荷存在，此時(shí)如果集電極 - 發(fā)射極加正電壓，在電場(chǎng)作用下，發(fā)射區(qū)的電子往基區(qū)運(yùn)動(dòng)(實(shí)際上都是電子的反方向運(yùn)動(dòng))，由于基區(qū)寬度很小，電子很容易越過(guò)基區(qū)到達(dá)集電區(qū)，并與此處的 PN 的空穴復(fù)合(靠近集電極)，為維持平衡，在正電場(chǎng)的作用下集電區(qū)的電子加速外集電極運(yùn)動(dòng)，而空穴則為 pn 結(jié)處運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程類似一個(gè)雪崩過(guò)程。集電極的電子通過(guò)電源回到發(fā)射極，這就是晶體管的工作原理。

三極管工作時(shí)，兩個(gè) pn 結(jié)都會(huì)感應(yīng)出電荷，當(dāng)做開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，如果這時(shí)三極管截至，pn 結(jié)感應(yīng)的電荷要恢復(fù)到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程需要時(shí)間。而 MOS 三極管工作方式不同，沒有這個(gè)恢復(fù)時(shí)間，因此可以用作高速開關(guān)管。

(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管;而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。

(2)場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。

(3)有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。

(4)場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。

(5)場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場(chǎng)效管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)，可以獲得一般晶體管很難達(dá)到的性能。

(6)場(chǎng)效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類，其控制原理都是一樣的。

場(chǎng)效應(yīng)管 D 極與 S 極能否隨意互換?

場(chǎng)效應(yīng)管可分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(簡(jiǎn)稱 JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(簡(jiǎn)稱 MOS 管或 MOSFET)兩種。每種又可分為 N 溝道和 P 溝道兩類，N 溝道和 P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理相同，只是工作電壓極性相反，這就像三極管有 NPN 型和 PNP 型之分一樣。增強(qiáng)型和耗盡型之分，有關(guān)圖形符號(hào)如圖 1。

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極 S 和漏極在制造工藝上是對(duì)稱的，可以互換使用。如筆者把 3DJ6 應(yīng)用于功效前置級(jí)，D、S 極互換后，電路工作狀態(tài)并無(wú)變化。

MOS 管的襯底 B 與源極如果不連在一起，則 D、S 極可以互換，但有的 MOS 管由于結(jié)構(gòu)上的原因(即襯底 B 與源極 S 連在一起)，其 D、S 極不能互換。作開關(guān)管用的場(chǎng)效應(yīng)管，一般都是功率型 NMOS 管，就屬于這種特例。對(duì)于增強(qiáng)型 NMOS 管，從其轉(zhuǎn)移特性看，其 Ugs 要大于開啟電壓(一般為幾伏)，管子才導(dǎo)通。而耗盡型 NMOS 管盡管 Ugs 可以為正、零或負(fù)值，但其 Ugs=Up 時(shí)(Up 稱夾斷電壓，為負(fù)的幾伏)，Id=0，管子截止，所以對(duì)于 NMOS 管，實(shí)際使用時(shí)，G 極對(duì)地電位較低，若 S 極接供電(高電位)，則 Ugs 遠(yuǎn)小于 0，超出管子的使用條件，必使管子擊穿損壞。

從輸出特性看，對(duì)于功率型 NMOS 管，工作時(shí) Uds》0，其漏極擊穿電壓 V(br)ds 很高，反之 Usd 很低，若 S 接高電位，D 接低電位，則 MOS 管將被擊穿。

綜上所述，MOS 管的 D、S 極不可隨便對(duì)調(diào)使用，功率型 MOS 管其 D、S 極絕不能互換。對(duì)于功率型 MOS 管，D、S 極間多接有保護(hù)二極管 D，有的 G、S 間極也接有保護(hù)二極管，見圖 2。用指針萬(wàn)用表 R×100 擋測(cè)試 MOS 管任意兩腳間的正反向電阻值，有 5 次為∞，一次較小，為幾百歐，否則管子一定損壞。阻值較小的這一次，對(duì)于 NMOS 管紅表筆接 D 極、黑筆接 S 極;對(duì)于 PMOS 管，紅筆接 S 極、黑筆接 D 極，余下的是 G 極。

由此可見 D、S 極間接的非普通二極管，筆者試過(guò)對(duì)于圖 1 結(jié)構(gòu)的管子(如 2SK727、2SK2828)即使用 500 型萬(wàn)用表的 R×10k 擋測(cè)，紅筆接 S 極、黑筆接 D 極，阻值仍為∞。以上就是場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極的解析。

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