【灯丝碰极与栅极碰极有什么区别】想知道的干货| MOS管fet都在这里

一、fet分类

场效应管连接类型、绝缘栅类型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名，绝缘型栅场效应管(JGFET)因与晶格不同的电极完全绝缘而得名。目前绝缘栅场效应管中应用最广泛的是MOS场效应管，即MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管)。此外，还有PMOS、NMOS、VMOS功率场效应晶体管、最近上市的MOS场效应晶体管、VMOS功率模块等。

沟也有结晶型和绝缘型各粉道和P沟两种，具体取决于半导体材料。用导电的方式划分，场效应管又可以分为枯竭型和增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管均为耗尽型并强化。

场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。MOS场效应晶体管分为N槽耗尽型和增强型。p沟枯竭类型及改进的四大类。请参见下图

二、场效应晶体管模型命名方法

目前有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同。第三个字母J代表结场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二个字母代表材料，D是P型硅，反转层是N沟。c是N型硅P沟。例如，3DJ6D是节点N通道场效应三极管，3DO6C是绝缘栅格N通道场效应三极管。第二种命名方法是CS#，CS表示场效应管， 表示型号序列号为数字，#表示同一型号内的不同规格为字母。示例：CS14A、CS45G等。

三、fet参数

Fet有很多参数，包括DC参数、AC参数和限制参数，但通常侧重于以下关键参数：

1、I DSS-饱和泄漏电流。表示结型或耗尽型绝缘栅极场效应管中栅极电压U GS=0时的漏源电流。

2、up-钳位电压。表示结型或耗尽型绝缘栅场效应管中漏源之间膜关闭时的栅电压。

3、ut-打开电压。在改进的绝缘栅场效应管道中，表示泄漏源之间刚通时的栅电压。

4、GM-跨导。栅极源电压UGS-对漏电流I D的控制能力，即漏电流I D变化量与栅极源电压UGS变化量之比。GM是衡量fet放大能力的重要参数。

5、buds-泄漏源屈服电压。栅极源电压UGS是指场效应管在一段时间内能正常工作的最大漏源电压。这是一个限制参数，添加到现场效果管中的工作电压必须小于BUDS。

6、pdsm-最大耗散功率。也是极限参数，表示场效应晶体管性能不差时允许的最大泄漏源耗散功率。使用时，场效应管的实际功耗应小于PDSM，并留出一定的余量。

7、idsm-最大泄漏电流。限制参数，表示场效应管正常工作时排水管之间允许的最大电流。Fet操作电流不能超过IDSM

几种常用场效应晶体管主要参数

四、fet的作用

1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗高，耦合电容器可能容量小，不需要使用电解电容器。

2、场效应管的高输入阻抗非常适合阻抗转换。多电平放大器的输入级常用于阻抗转换。

3、场效应管可以用作可变电阻。

4、fet很容易用作恒流源。

5、场效应管可以用作电子开关。

五、fet测试

1、识别接合fet销

场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表放在R1k文件中，用两支表笔分别测量两个针脚之间的正负电阻。如果两个销之间的正、反向电阻均为K，则两个销为泄漏D和源极S(可互换)，其馀销为栅极G。对于具有4个针脚的连接场效应管，其他极为屏蔽极(活动接地)。

2、闸门的确定。

万用表黑色表笔接触管道上的一个电极，红色表笔分别接触另外两个电极。如果两次测量的电阻值都很小，都是正向电阻，这个管子属于N沟场效应管，连接到黑钟笔的也是格子。

制造过程决定了fet的源极和漏极是对称的，可以互换

使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。

3、估测场效应管的放大能力

将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。

由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。

MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。

目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。

六、常用场效用管

1、MOS场效应管

即金属-氧化物-半导体型场效应管，英文缩写为MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层，因此具有很高的输入电阻（最高可达1015Ω）。它也分N沟道管和P沟道管，符号如图1所示。通常是将衬底（基板）与源极S接在一起。根据导电方式的不同，MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指：当VGS=0时管子是呈截止状态，加上正确的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而“增强”了该区域的载流子，形成导电沟道。耗尽型则是指，当VGS=0时即形成沟道，加上正确的VGS时，能使多数载流子流出沟道，因而“耗尽”了载流子，使管子转向截止。

以N沟道为例，它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+，再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通，二者总保持等电位。图1（a）符号中的前头方向是从外向里，表示从P型材料（衬底）指身N型沟道。当漏接电源正极，源极接电源负极并使VGS=0时，沟道电流（即漏极电流）ID=0。随着VGS逐渐升高，受栅极正电压的吸引，在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子，形成从漏极到源极的N型沟道，当VGS大于管子的开启电压VTN（一般约为+2V）时，N沟道管开始导通，形成漏极电流ID。

国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4（以上均为单栅管），4DO1（双栅管）。它们的管脚排列（底视图）见图2。

MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。因此了厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感措施。

MOS场效应管的检测方法

（1）准备工作

测量之前，先把人体对地短路后，才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通，使人体与大地保持等电位。再把管脚分开，然后拆掉导线。

（2）判定电极

将万用表拨于R×100档，首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量，S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧，其中阻值较小的那一次，黑表笔接的为D极，红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品，S极与管壳接通，据此很容易确定S极。

（3）检查放大能力（跨导）

将G极悬空，黑表笔接D极，红表笔接S极，然后用手指触摸G极，表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之，可用手分别触摸G1、G2极，其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。

目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管，平时就不需要把各管脚短路了。

MOS场效应晶体管在使用时应注意分类，不能随意互换。MOS场效应晶体管由于输入阻抗高（包括MOS集成电路）极易被静电击穿，使用时应注意以下规则：

（1）MOS器件出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中，切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用细铜线把各个引脚连接在一起，或用锡纸包装。

（2）取出的MOS器件不能在塑料板上滑动，应用金属盘来盛放待用器件。

（3）焊接用的电烙铁必须良好接地。

（4）在焊接前应把电路板的电源线与地线短接，再MOS器件焊接完成后在分开。

（5）MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。

（6）电路板在装机之前，要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子，再把电路板接上去。

（7）MOS场效应晶体管的栅极在允许条件下，最好接入保护二极管。在检修电路时应注意查证原有的保护二极管是否损坏。

VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（≥108W）、驱动电流小（左右0.1μA左右），还具有耐压高（最高可耐压1200V）、工作电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。

众所周知，传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，从左下图上可以看出其两大结构特点:第一，金属栅极采用V型槽结构；第二，具有垂直导电性。由于漏极是从芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示，因为流通截面积增大，所以能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。

国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等，典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六种VMOS管的主要参数。其中，IRFPC50的外型如右上图所示。

VMOS场效应管的检测方法

（1）判定栅极G

将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝缘的。

（2）判定源极S、漏极D

由图1可见，在源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电阻存在差异，可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是S极，红表笔接D极。

（3）测量漏-源通态电阻RDS（on）

将G-S极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。由于测试条件不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些。例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。

（4）检查跨导

将万用表置于R×1k（或R×100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高。

七、场效应管与晶体管的比较

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。