场效应管的识别与检测课件

场效应管的识别与检测场效应管的识别与检测1场效应管的识别与检测场效应管是电压控制型半导体器件。特点：输入电阻高（107～109欧）、噪声小、功耗低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路。场效应管的识别与检测2场效应管外形图场效应管外形图3场效应管的类型、结构、原理场效应管分结型、绝缘栅型两大类。FET

场效应管JFET

结型MOSFET

绝缘栅型N沟道P沟道（耗尽型）增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道场效应管的类型、结构、原理场效应管分结型、绝缘栅型两大类。F4场效应管的类型、结构、原理（一）结型场效应管(JFET)结型场效应管的结构和工作原理（1）场效应管的三个极：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）【闸门、水库、出水口】场效应管的类型、结构、原理（一）结型场效应管(JF5结型场效应管(JFET)（2）N型沟道源极提供电子，电流从漏极→源极；P型沟道源极提供空穴，电流从源极→漏极；（3）N沟道结型场效应管源极与漏极以N型半导体沟道连接，栅极则是P型半导体，分别由接点接到外围电路。结型场效应管(JFET)（2）N型沟道源极提供电子，电流从漏6结型场效应管(JFET)（4）场效应管工作时对偏置电压要求如下：◆栅－源加负电压（UGS＜0），栅－源间的PN结反偏，栅极电流（IG≈0），场效应管呈现很高的输入电阻。◆漏－源极间加正电压（UDS＞0），使N沟道中的多数载流子在电场作用下，由源极向漏极漂移，形成漏极电流（iD）。◆漏极电流（iD）主要受栅－源电压（UGS）控制，同时，也受漏——源电压（UDS）的影响。结型场效应管(JFET)（4）场效应管工作时对偏置电压要求如7结型场效应管(JFET)工作过程分析：先假定UDS＝0。当UGS＝0沟道较宽，电阻较小；当UGS＜0，随着值的增加，在这个反偏电压作用下，两个PN结耗尽层加宽，沟道将变窄，沟道电阻加大。当UGS值大到一定值，耗尽层在夹道中合拢，－源电阻无穷大，iD=0，此时的UGS称为夹断电压，用UP表示。上述分析表明：改变UGS的大小，可以有效控制沟道电阻的大小；同时加上UDS，漏极电流iD将受UGS控制，UGS值增加，沟道电阻增大，iD减小；结型场效应管(JFET)工作过程分析：先假定UDS＝0。8结型场效应管(JFET)UDS对iD的影响。假定UGS不变。当UDS增加时，导电沟道呈稧形，沟道宽度不均匀，在预夹断前，iD随UDS的增加几乎呈线性地增加。当UDS增加到UDS＝UGS－UP，即UGD＝UGS－UDS＝UP（夹断电压），沟道预夹断，漏极附近的耗尽层在A点处合拢，此时，与完全夹断不同，iD≠0，但此后，UDS再增加，iD变化不大。结型场效应管(JFET)UDS对iD的影响。假定UGS不变。9结型场效应管(JFET)①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN结是反向偏置的，所以，栅极电流iG≈0，输入电阻很高；②漏极电流受栅－源电压UGS控制，所以，场效应管是电压控制电流器件；③预夹断前，即UDS较小时，iD与UDS基本呈线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。结型场效应管(JFET)①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN10绝缘栅型场效应管(MOSFET)二、绝缘栅型场效应管(MOSFET)（一）N沟道增强型MOS管结构四个电极：漏极D，源极S,栅极G和衬底B。绝缘栅型场效应管(MOSFET)二、绝缘栅型场效应管(MOS11绝缘栅型场效应管(MOSFET)（二）工作原理当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。当UGS＞0V时→纵向电场，增加UGS→纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。绝缘栅型场效应管(MOSFET)（二）工作原理12绝缘栅型场效应管(MOSFET)N沟道增强型MOS管的基本特性：UGS＜UT，管子截止；UGS＞UT，管子导通。UGS

越大，沟道越宽，在相同的漏源电压UDS作用下，漏极电流ID越大。绝缘栅型场效应管(MOSFET)N沟道增强型MOS管的基本特13场效应管的主要参数三、场效应管的主要参数（1）开启电压VT(MOSFET)通常将刚刚形成导电沟道、出现漏极电流ID时对应的栅－源电压称为开启电压，用VGS(th)或VT。开启电压VT是MOS增强型管的参数。当栅－源电压VGS小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。场效应管的主要参数三、场效应管的主要参数14场效应管的主要参数（2）夹断电压VP(JFET)

当VDS

为某一固定值（如10V），使iD

等于某一微小电流（如50mA）时，栅－源极间加的电压即为夹断电压。当VGS＝VP

时，漏极电流为零。（3）饱和漏极电流IDSS(JFET)

饱和漏极电流IDSS

是在VGS＝0的条件下，场效应管发生预夹断时的漏极电流。IDSS

是结型场效应管所能输出的最大电流。场效应管的主要参数（2）夹断电压VP(JFET)15场效应管的主要参数（4）直流输入电阻RGS

漏－源短路，栅－源加电压时，栅－源极之间的直流电阻。 结型：RGS

＞107Ω；MOS管：RGS

＞109～1015Ω；（5）跨导gm：漏极电流的微变量与栅－源电压微变量之比，即gm＝△ID/△VGS。它是衡量场效应管栅－源电压对漏极电流控制能力的一个参数。gm相当于三极管的hFE。（6）最大漏极功耗PDPD=UDS*ID，相当于三极管的PCM。场效应管的主要参数（4）直流输入电阻RGS16作业：1、场效应管有何应用?场效应管主要有哪些性能参数？2、如何用万用表判定场效应管的好坏和极性？3、能否用万用表来测量MOS场效应管的好坏和极性？作业：17场效应管的识别与检测场效应管的识别与检测18场效应管的识别与检测场效应管是电压控制型半导体器件。特点：输入电阻高（107～109欧）、噪声小、功耗低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路。场效应管的识别与检测19场效应管外形图场效应管外形图20场效应管的类型、结构、原理场效应管分结型、绝缘栅型两大类。FET

场效应管JFET

结型MOSFET

绝缘栅型N沟道P沟道（耗尽型）增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道场效应管的类型、结构、原理场效应管分结型、绝缘栅型两大类。F21场效应管的类型、结构、原理（一）结型场效应管(JFET)结型场效应管的结构和工作原理（1）场效应管的三个极：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）【闸门、水库、出水口】场效应管的类型、结构、原理（一）结型场效应管(JF22结型场效应管(JFET)（2）N型沟道源极提供电子，电流从漏极→源极；P型沟道源极提供空穴，电流从源极→漏极；（3）N沟道结型场效应管源极与漏极以N型半导体沟道连接，栅极则是P型半导体，分别由接点接到外围电路。结型场效应管(JFET)（2）N型沟道源极提供电子，电流从漏23结型场效应管(JFET)（4）场效应管工作时对偏置电压要求如下：◆栅－源加负电压（UGS＜0），栅－源间的PN结反偏，栅极电流（IG≈0），场效应管呈现很高的输入电阻。◆漏－源极间加正电压（UDS＞0），使N沟道中的多数载流子在电场作用下，由源极向漏极漂移，形成漏极电流（iD）。◆漏极电流（iD）主要受栅－源电压（UGS）控制，同时，也受漏——源电压（UDS）的影响。结型场效应管(JFET)（4）场效应管工作时对偏置电压要求如24结型场效应管(JFET)工作过程分析：先假定UDS＝0。当UGS＝0沟道较宽，电阻较小；当UGS＜0，随着值的增加，在这个反偏电压作用下，两个PN结耗尽层加宽，沟道将变窄，沟道电阻加大。当UGS值大到一定值，耗尽层在夹道中合拢，－源电阻无穷大，iD=0，此时的UGS称为夹断电压，用UP表示。上述分析表明：改变UGS的大小，可以有效控制沟道电阻的大小；同时加上UDS，漏极电流iD将受UGS控制，UGS值增加，沟道电阻增大，iD减小；结型场效应管(JFET)工作过程分析：先假定UDS＝0。25结型场效应管(JFET)UDS对iD的影响。假定UGS不变。当UDS增加时，导电沟道呈稧形，沟道宽度不均匀，在预夹断前，iD随UDS的增加几乎呈线性地增加。当UDS增加到UDS＝UGS－UP，即UGD＝UGS－UDS＝UP（夹断电压），沟道预夹断，漏极附近的耗尽层在A点处合拢，此时，与完全夹断不同，iD≠0，但此后，UDS再增加，iD变化不大。结型场效应管(JFET)UDS对iD的影响。假定UGS不变。26结型场效应管(JFET)①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN结是反向偏置的，所以，栅极电流iG≈0，输入电阻很高；②漏极电流受栅－源电压UGS控制，所以，场效应管是电压控制电流器件；③预夹断前，即UDS较小时，iD与UDS基本呈线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。结型场效应管(JFET)①结型场效应管的栅极与沟道之间的PN27绝缘栅型场效应管(MOSFET)二、绝缘栅型场效应管(MOSFET)（一）N沟道增强型MOS管结构四个电极：漏极D，源极S,栅极G和衬底B。绝缘栅型场效应管(MOSFET)二、绝缘栅型场效应管(MOS28绝缘栅型场效应管(MOSFET)（二）工作原理当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。当UGS＞0V时→纵向电场，增加UGS→纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。绝缘栅型场效应管(MOSFET)（二）工作原理29绝缘栅型场效应管(MOSFET)N沟道增强型MOS管的基本特性：UGS＜UT，管子截止；UGS＞UT，管子导通。UGS

越大，沟道越宽，在相同的漏源电压UDS作用下，漏极电流ID越大。绝缘栅型场效应管(MOSFET)N沟道增强型MOS管的基本特30场效应管的主要参数三、场效应管的主要参数（1）开启电压VT(MOSFET)通常将刚刚形成导电沟道、出现漏极电流ID时对应的栅－源电压称为开启电压，用VGS(th)或VT。开启电压VT是MOS增强型管的参数。当栅－源电压VGS小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。场效应管的主要参数三、场效应管的主要参数31场效应管的主要参数（2）夹断电压VP(JFET)

当VDS

为某一固定值（如10V），使iD

等于某一微小电流（如50mA）时，栅－源极间加的电压即为夹断电压。当VGS＝VP

时，漏极电流为零。（3）饱和漏极电流IDSS(JFET)

饱和漏极电流IDSS

是在VGS＝0的条件下，场效应管发生预夹断时的漏极电流。IDSS

是结型场效应管所能输出的最大电流。场效应管的主要参数（2）夹断电压VP(JFET)32场效应管的主要参数（4）直流输入电阻RGS

漏－源短路，栅－源加电压时，栅－源极之间的直流电阻。 结型：RGS

＞107Ω；MOS管：RGS