场效应管参数解释(精).docx

场效应管根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的 特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器 件1.概念：场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写（FET简称场效应管•由多数载流子参 与导电,也称为单极型晶体管•它属于电压控制型半导体器件•特点：具有输入电阻高（ioooooooo~iooooooooo吐噪声小、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•作用：场效应管可应用于放大•由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容 可以容量较小，不必使用电解电容器•场效应管可以用作电子开关•场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换 .常用于多级放大器的输入级作 阻抗变换 .场效应管可以用作可变电阻 .场效应管可以方便地用作恒流源 .2.场效应管的分类 :场效应管分结型、绝缘栅型（MOS两大类按沟道材料结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种•按导电方式 :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勾耗尽型和增强型四大类.见下图：3•场效应管的主要参数：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=O 时的漏源电流 .Up —夹断电压•是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的 栅极电压 •Ut—开启电压•是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压•gM —跨导•是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力，即漏极电流 ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值・gM是衡量场效应管放大能力的重要参 数 •BVDS —漏源击穿电压 •是指栅源电压 UGS 一定时 ，场效应管正常工作所能 承受的最大漏源电压 •这是一项极限参数 ，加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS.PDSM — 最大耗散功率 , 也是一项极限参数 , 是指场效应管性能不变坏时所允 许的最大漏源耗散功率 . 使用 时 , 场效应管实际功耗应小于 PDSM 并留有一定余IDSM —最大漏源电流 .是一项极限参数 ,是指场效应管正常工作时 ,漏源间 所允许通过的最大电流 . 场效应 管的工作电流不应超过 IDSMCds---漏 -源电容Cdu---漏 -衬底电容Cgd---栅 -源电容Cgs---漏 -源电容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dv/dt---电压上升率（外电路参数ID---漏极电流（直流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IDS---漏源电流IDSM---最大漏源电流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Ls---源极电感rDS---漏源电阻rDS(on---漏源通态电阻rDS(of---漏源断态电阻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 R(thjc---结壳热阻R(thja---结环热阻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trr---反向恢复时间Tj---结温Tjm---最大允许结温Ta---环境温度Tc---管壳温度Tstg---贮成温度VDS---漏源电压（直流VGS---栅源电压（直流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V （BR DSS---漏源击穿电压V （BR GSS---漏源短路时栅源击穿电压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n--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4. 结型场效应管的管脚识别 :判定栅极G:将万用表拨至Rxlk档，用万用表的负极任意接一电极,另一只表 笔依次去接触其余的两个极 ,测其电阻 .若两次测得的电阻值近似相等 ,则负表笔 所接触的为栅极 ，另外两电极为漏极和源极 .漏极和源极互换 ，若两次测出的电阻 都很大,则为N沟道；若两次测得的阻值都很小,则为P沟道•判定源极 S 、漏极 D: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•5. 场效应管与晶体三极管的比较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 .晶体三极管与场效应管工作原理完全不同,但是各极可以近似对应以便于理解 和设计:晶体管:基极发射极 集电极场效应管 :栅极 源极 漏极要注意的是,晶体管（NPN型设计发射极电位比基极电位低（约0.6V ,场效应 管源极电位比栅极电位高 （约 0.4V。

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 .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 .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 .一、场效应管的结构原理及特性 场效应管有结型和绝缘栅两种结构,每种结构 又有 N 沟道和 P 沟道两种 导电沟道1、结型场效应管（JFET（1结构原理它的结构及符号见图1在N型硅棒两端引出漏极D和源极S两 个电极，又在硅棒的两侧各做一个P区，形成两个PN结在P区引出电极并连接起 来，称为栅极Go这样就构成了 N型沟道的场效应管图1、N沟道结构型场效应管的结构及符号由于PN结中的载流子已经耗尽，故PN基本上是不导电的,形成了所谓耗尽区， 从图1中可见，当漏极电源电压ED —定时，如果栅极电压越负,PN结交界面所形成 的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流ID就煎小反之,如果栅 极电压没有那么负,则沟道变宽，ID变大，所以用栅极电压EG可以控制漏极电流ID 的变化，就是说，场效应管是电压控制元件。

2特性曲线1转移特性图2（a合出了 N沟道结型场效应管的栅压-褊流特性曲线称为转移特性曲线, 它和电子管的动态特性曲线非常相似，当栅极电压 VGS=0 时的漏源电流用 IDSS 表示VGS变负时，II逐渐减小ID接近于零的栅极电压称为夹断电压，用VP 表示，在0〉VGS〉VP的区段内，II与VGS的关系可近似表示为：ID=IDSS（1- |VGS/VP|其跨导gm为：gm=（A IDA VGS |VDS=常微微欧|式中:△ ID 电流增量微攵安 △-- VGS 栅-源电压增量（伏图2结型场效应管特性曲线2）漏极特性（输出特性）图2（b合出了场效应 管的漏极特性曲线，它和晶体三极管的输出特性曲线很相似①可变电阻区（图 中I区）在I区里VDS比较小，沟通电阻随栅压VGS而改变，故称为可变电阻 区当栅压一定时，沟通电阻为定值，ID 随 VDS近似线性增大，当VGS vVP 时，漏源极间电阻很大（关断）IP=Q当VGS=0时，漏源极间电阻很小（导 通），ID=IDSS这一特性使场效应管具有开关作用②恒流区（区中【区）当 漏极电压VDS继续增大到VDS >|VP时，漏极电流，IP达到了饱和值后基本保持 不变，这一区称为恒流区或饱和区，在这里，对于不同的VGS漏极特性曲线近似 平行线，即ID与VGS成线性关系，故又称线性放大区。

③击穿区（图中III区） 如果VDS继续增加，以至超过了 PN结所能承受的电压而被击穿，漏极电流ID突 然增大，若不加限制措施，管子就会烧坏 2、绝缘栅场效应管它是由金属、氧化 物和半导体所组成，所以又称为金属--氧-化物--半-导体场效应管，简称 MOS 场效 应管 （1）结构原理 它的结构、电极及符号见图 3 所示，以一块 P 型薄硅片作 为衬底，在它上面扩散两个高杂质的N型区，作为源极S和漏极D在硅片表覆 盖一层绝缘物，然后再用金属铝引出一个电极G （栅极）由于栅极与其它电极绝 缘，所以称为绝缘栅场面效应管图3、N沟道（耗尽型）绝缘栅场效应管结构及 符号 在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧 能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道， 即使在VGS=O时也有较大的漏极电流ID当栅极电压改变时，沟道内被感应的 电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变 化而变化 场效应管的式作方式有两种：当栅压为零时有较大漏极电流的称为耗 散型，当栅压为零，漏极电流也为零， 必须再加一定的栅压之后才有漏极电流的 称为增强型。

2）特性曲线1）转移特性（栅压----漏流特性）图4 （a）给出了 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移行性曲线，图中Vp为夹断电压（栅源截止电 压）；IDSS为饱和漏电流图4 （b）给出了 N沟道增强型绝缘栅场效管的转移 特性曲线，图中Vr为开启电压，当栅极电压超过VT时，漏极电流才开始显著增 加2）漏极特性（输出特性）图5（a）给出了 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的 输出特性曲线图5（b为N沟道增强型绝缘栅场效应管的输出特性曲线图4、 N沟道MOS场效管的转移特性曲线图5、N沟道MOS场效应管的输出特性曲线 此外还有 N 衬底 P 沟道（见图 1）的场效应管，亦分为耗尽型号增强型两种， 各 种场效应器件的。