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場效應電晶體(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應管。由多數載流子參與導電,也稱為單極型電晶體。它屬於電壓控制型半導體器件。根據三極體的原理開發出的新一代放大元件,有3個極性,柵極,漏極,源極,它的特點是柵極的內阻極高,採用二氧化矽材料的可以達到幾百兆歐,屬於電壓控制型器件。

概念信息

特點

具有輸入電阻高(10^8~10^9Ω)、噪聲小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者.

作用

場效應管可套用於放大電路,由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器.

場效應管還可以用作電子開關.

場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換.常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換.場效應管可以用作可變電阻.場效應管可以方便地用作恆流源.

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分類信息

按結構場效應管分為:結型場效應(簡稱JFET)、絕緣柵場效應(簡稱MOSFET)兩大類

按溝道材料:結型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種.

按導電方式:耗盡型與增強型,結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。

場效應電晶體可分為結場效應電晶體和MOS場效應電晶體,而MOS場效應電晶體又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類.見下圖 :

主要參數

Idss — 飽和漏源電流.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流.

Up — 夾斷電壓.是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓.

Ut — 開啟電壓.是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓.

gM — 跨導.是表示柵源電壓UGS — 對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值.gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數.

BVDS — 漏源擊穿電壓.是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓.這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小於BVDS.

PDSM — 最大耗散功率,也是一項極限參數,是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率.使用時,場效應管實際功耗應小於PDSM並留有一定餘量.

IDSM — 最大漏源電流.是一項極限參數,是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流.場效應管的工作電流不應超過IDSM

管腳識別

判定柵極G:將萬用表撥至R×1k檔,用萬用表的負極任意接一電極,另一隻表筆依次去接觸其餘的兩個極,測其電阻.若兩次測得的電阻值近似相等,則負表筆所接觸的為柵極,另外兩電極為漏極和源極.漏極和源極互換,若兩次測出的電阻都很大,則為N溝道;若兩次測得的阻值都很小,則為P溝道。

判定源極S、漏極D:

在源-漏之間有一個PN結,因此根據PN結正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。

比較

場效應管是電壓控制元件,而電晶體是電流控制元件.在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用電晶體.

場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而電晶體是既利用多數載流子,也利用少數載流子導電,被稱之為雙極型器件.

有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比電晶體好.

場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模積體電路中得到了廣泛的套用.

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