| 认识场效应晶体管 |
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| (2006-7-31 14:11:53) 4937人次浏览 |
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一、场效应晶体管
A:场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。
B:场效应管分成结型和绝缘栅型两大类，其控制原理都是一样的。
C:场效应管与晶体管的比较:
a: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。
b: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。
c: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。
d: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。
二、场效应管工作原理:场效应晶体管(Field,Effect,Transistor缩写"FET")简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，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。
三、场效应管的分类:场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET)；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。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。
四、场效应三极管的型号命名方法:
现行有两种命名方法。
第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
五、场效应管的参数
场效应管的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数，但一般使用时关注以下主要参数：
A: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。
B:UP:工作在开关状态下的三极管都可以叫开关管。三极管有PNP、NPN、单结晶体管等。
六、场效应管的原理和特性
1:场效应管的主要参数
A:直流参数:饱和漏极电流IDSS，它可定义为：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。
夹断电压UP:它可定义为:当UDS一定时，使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS；
开启电压UT:它可定义为:当UDS一定时，使ID到达某一个数值时所需的UGS
B:交流参数:低频跨导gm:它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。
极间电容:场效应管三个电极之间的电容，它的值越小表示管子的性能越好。
C:极限参数:漏、源击穿电压:当漏极电流急剧上升时，产生雪崩击穿时的UDS。
栅极击穿电压:结型场效应管正常工作时，栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态，若电流过高，则产生击穿现象。
七、场效应管的特点:场效应管具有放大作用，可以组成放大电路，它与双极性三极管相比具有以下特点：
A:场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID；
B:场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很高；
C:它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好；
D:它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；
E:场效应管的抗辐射能力强。
八、场效应管的符号表示：
VDSS/VDS:漏源电压(直流)
RDS(on):漏源通态电阻
RDS(of):漏源断态电阻
ID:漏极电流(直流)
PD:漏极耗散功率
PDM:漏极最大允许耗散功率
PIN:输入功率
POUT:输出功率
VGS:栅源电压(直流)
dv/dt:临界电压上升率(外电路参数)
Tj:结温(工作温度)
Tstg/TSTJ:储存温度
TL:最高焊接温度
Tjm:最大允许结温
Ta:环境温度
Tc:管壳温度
R(th)jc:结-壳热阻Rθjc
R(th)jcs:结-壳的外延热阻RθCS
R(th)ja:结~环境热阻RθjA
V(BR)DSS:漏源击穿电压
V(BR)GSS:漏源短路时栅源击穿电压
RDS(on):漏源通态电阻
Ciss:栅短路共源输入电容
Coss:栅短路共源输出电容
Crss:栅短路共源反向传输电容
Trr:反向恢复时间
Cds:漏-源电容
Cdu:漏-衬底电容
Cgd:栅-源电容
Cgs:漏-源电容
D:占空比(占空系数/外电路参数)
di/dt:电流上升率(外电路参数)
IDM:漏极脉冲电流
ID(on):通态漏极电流
IDQ:静态漏极电流(射频功率管)
RGD:栅漏电阻
RGS:栅源电阻
Rg:栅极外接电阻(外电路参数)
RL:负载电阻(外电路参数）
PPK:脉冲功率峰值(外电路参数)
To(on):开通延迟时间
Td(off):关断延迟时间
ti:上升时间
ton:开通时间
toff:关断时间
tf:下降时间
Rds:漏源电阻
VGSF:正向栅源电压（直流）
VGSR:反向栅源电压（直流）
VDD:漏极(直流)电源电压(外电路参数)
VGG:栅极(直流)电源电压(外电路参数)
Vss:源极(直流)电源电压(外电路参数)
VGS(th):开启电压或阀电压
VDS(on):漏源通态电压
VDS(sat):漏源饱和电压
VGD:栅漏电压(直流)
Vsu:源衬底电压(直流)
Vdu:漏衬底电压(直流)
Vgu:栅衬底电压(直流)
Zo:驱动源内阻
η:漏极效率(射频功率管)
Vn:噪声电压
AID:漏极电流温度系数
Ards:漏源电阻温度系数
IDSS:栅-源短路时，漏极电流
IDS(sat):沟道饱和电流(漏源饱和电流)
IG:栅极电流(直流)
IGF:正向栅电流
IGR:反向栅电流
IGDO:源极开路时，截止栅电流
IGSO:漏极开路时，截止栅电流
IGM:栅极脉冲电流
IGP:栅极峰值电流
IF:二极管正向电流
IGSS:漏极短路时截止栅电流
IDSS1:对管第一管漏源饱和电流
IDSS2:对管第二管漏源饱和电流
Iu:衬底电流
Ipr:电流脉冲峰值(外电路参数)
gfs:正向跨导
Gp:功率增益
GPS:共源极中和高频功率增益
GPG:共栅极中和高频功率增益
GPD:共漏极中和高频功率增益
Ggd:栅漏电导
Gds:漏源电导
K:失调电压温度系数
Ku:传输系数
L:负载电感(外电路参数)
LD:漏极电感
IDS:漏源电流
IDSM:最大漏源电流
Ls:源极电感
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