什么是場(chǎng)效應(yīng)管(FET)-場(chǎng)效應(yīng)管(FET)分類-原理-用途等知識(shí)詳解

場(chǎng)效應(yīng)管和雙極晶體管不同，僅以電子或空穴中的一種載子動(dòng)作的晶體管。按照結(jié)構(gòu)、原理可以分為：1、接合型場(chǎng)效應(yīng)管 2、MOS型場(chǎng)效應(yīng)管

（一）場(chǎng)效應(yīng)管（FET）-接合型場(chǎng)效應(yīng)管（結(jié)型FET）

1、原理

N通道接合型場(chǎng)效應(yīng)管如圖所示，以P型半導(dǎo)體的柵極從兩側(cè)夾住N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。將PN接合面上外加反向電壓時(shí)所產(chǎn)生的空乏區(qū)域用于電流控制。

N型結(jié)晶區(qū)域的兩端加上直流電壓時(shí)，電子從源極流向漏極。電子所通過的通道寬度由從兩側(cè)面擴(kuò)散的P型區(qū)域以及加在該區(qū)域上的負(fù)電壓所決定。

加強(qiáng)負(fù)的柵極電壓時(shí)，PN接合部分的空乏區(qū)域擴(kuò)展到通道中，而縮小通道寬度。因此，以柵極電極的電壓可以控制源極-漏極之間的電流。

2、用途

即使柵極電壓為零，也有電流流通，因此用于恒定電流源或因低噪音而用于音頻放大器等。

結(jié)型FET的圖形記號(hào)

結(jié)型FET的動(dòng)作原理（N通道）

（二）場(chǎng)效應(yīng)管（FET）-MOS型場(chǎng)效應(yīng)管

1、原理

即使是夾住氧化膜（O）的金屬（M）與半導(dǎo)體（S）的結(jié)構(gòu)（MOS結(jié)構(gòu)），如果在（M）與半導(dǎo)體（S）之間外加電壓的話，也可以產(chǎn)生空乏層。再加上較高的電壓時(shí)，氧華膜下能積蓄電子或空穴，形成反轉(zhuǎn)層。將其作為開關(guān)利用的即為MOSFET。

在動(dòng)作原理圖上，如果柵極電壓為零，則PN接合面將斷開電流，使得電流在源極、漏極之間不流通。如果在柵極舊外加正電壓的話，則P型半導(dǎo)體的空穴將從柵極下的氧化膜-P型半導(dǎo)體的表面被驅(qū)逐，而形成空乏層。而且，如果再提高柵極電壓的話，電子將被吸引表表面，而形成較薄的N型反轉(zhuǎn)層，由此源杖（N型）和漏極（N型）之間連接，使得電流流通。

2、用途

因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快，且柵極驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、具有耐破壞力強(qiáng)等特征，而且使用微細(xì)加工技術(shù)的話，即可直接提高性能，因此被廣泛使用于由LSI的基礎(chǔ)器件等高頻器件到功率器件（電力控制器件）等的領(lǐng)域中。

MOS FET的圖形記號(hào)

MOS FET的動(dòng)作原理（N通道）

（三）常用場(chǎng)效用管

1、MOS場(chǎng)效應(yīng)管

即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，屬于絕緣柵型。其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻（最高可達(dá)1015Ω）。它也分N溝道管和P溝道管，符號(hào)如圖1所示。通常是將襯底（基板）與源極S接在一起。根據(jù)導(dǎo)電方式的不同，MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型。

所謂增強(qiáng)型是指：當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。

耗盡型則是指，當(dāng)VGS=0時(shí)即形成溝道，加上正確的VGS時(shí)，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉(zhuǎn)向截止。

以N溝道為例，它是在P型硅襯底上制成兩個(gè)高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)N+，再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通，二者總保持等電位。

圖1（a）符號(hào)中的前頭方向是從外向電，表示從P型材料（襯底）指身N型溝道。當(dāng)漏接電源正極，源極接電源負(fù)極并使VGS=0時(shí)，溝道電流（即漏極電流）ID=0。

隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子，形成從漏極到源極的N型溝道，當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VTN（一般約為+2V）時(shí)，N溝道管開始導(dǎo)通，形成漏極電流ID。

國(guó)產(chǎn)N溝道MOSFET的典型產(chǎn)品有3DO1、3DO2、3DO4（以上均為單柵管），4DO1（雙柵管）。它們的管腳排列（底視圖）見圖2。

MOS場(chǎng)效應(yīng)管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓（U=Q/C），將管子損壞。

因此了廠時(shí)各管腳都絞合在一起，或裝在金屬箔內(nèi)，使G極與S極呈等電位，防止積累靜電荷。管子不用時(shí)，全部引線也應(yīng)短接。在測(cè)量時(shí)應(yīng)格外小心，并采取相應(yīng)的防靜電感措施。

MOS場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)方法

（1）準(zhǔn)備工作 測(cè)量之前，先把人體對(duì)地短路后，才能摸觸MOSFET的管腳。最好在手腕上接一條導(dǎo)線與大地連通，使人體與大地保持等電位。再把管腳分開，然后拆掉導(dǎo)線。

（2）判定電極。將萬用表?yè)苡赗×100檔，首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大，證明此腳就是柵極G。交換表筆重測(cè)量，S-D之間的電阻值應(yīng)為幾百歐至幾千歐，其中阻值較小的那一次，黑表筆接的為D極，紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品，S極與管殼接通，據(jù)此很容易確定S極。

（3）．檢查放大能力（跨導(dǎo)）

將G極懸空，黑表筆接D極，紅表筆接S極，然后用手指觸摸G極，表針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn)。雙柵MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩個(gè)柵極G1、G2。為區(qū)分之，可用手分別觸摸G1、G2極，其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大的為G2極。 目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護(hù)二極管，平時(shí)就不需要把各管腳短路了。

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