場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)解釋(精)

1、場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)三極管的原理開(kāi)發(fā)出的新一代放大元件，有3個(gè)極性，柵極,漏極，源極，它的 特點(diǎn)是柵極的內(nèi)阻極高，采用二氧化硅材料的可以達(dá)到幾百兆歐，屬于電壓控制型器1.概念：場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)（FET簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應(yīng)管.由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱(chēng)為單極型晶 體管.它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件.特點(diǎn)：具有輸入電阻高（1OOOOOOOO1OOOOOOOO0Q、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊 穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和 功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者.作用：場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大.由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容 可以容

2、量較小，不必使用電解電 容器.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開(kāi)關(guān).場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換.常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作 阻抗變換.場(chǎng)效應(yīng)管可以用作 可變電阻.場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源2.場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)：場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型（MOS兩大類(lèi)按溝道材料：結(jié)型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種.按導(dǎo)電方式：耗盡型與增強(qiáng)型，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增 強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi).見(jiàn)下圖:3.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)：Idss 飽和漏源電流.是指結(jié)型或耗盡型

3、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中,柵極電壓UGS=O 時(shí)的漏源電流.Up 夾斷電壓.是指結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，使漏源間剛截止時(shí)的 柵極電壓.Ut 開(kāi)啟電壓.是指增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效管中，使漏源間剛導(dǎo)通時(shí)的柵極電壓.gM 跨導(dǎo).是表示柵源電壓UGS 對(duì)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(chǎng)效應(yīng)管放大能力的重要參 數(shù).BVDS 漏源擊穿電壓.是指柵源電壓UGS 一定時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管正常工作所能 承受的最大漏源電壓.這是一項(xiàng) 極限參數(shù)，加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于BVDS.PDSM 最大耗散功率，也是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允 許的最大漏源耗散功率

4、.使用時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)際功耗應(yīng)小于P DSM并留有一定余IDSM 最大漏源電流.是一項(xiàng)極限參數(shù)，是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏源間 所允許通過(guò)的最大電流.場(chǎng)效應(yīng) 管的工作電流不應(yīng)超過(guò)IDSMCds-S -源電容Cdu-漏-襯底電容Cgd-柵-源電容Cgs-漏 -源電容Ciss-厠短路共源輸入電容Coss-柵短路共源輸出電容Crss-姍短路共源反向傳輸電容D-占空比（占空系數(shù)，外電路參數(shù)di/dt-電流上升率（外電路參數(shù)dv/dt-電壓上升率（外電路參數(shù)ID-漏極電流（直流IDM-漏極脈沖電流ID（o n-通態(tài)漏極電流IDQ-靜態(tài)漏極電流（射頻功率管IDS漏源電流IDSM-最大漏源電流IDSS-柵-源

5、短路時(shí)，漏極電流IDS（sat-溝道飽和電流（漏源飽和電流IG-柵極電流（直流IGF-正向柵電流IGR-反向柵電流IGM-柵極脈IGDO-源極開(kāi)路時(shí)，截止柵電流IGSO-漏極開(kāi)路時(shí)，截止柵電流沖電流IGP-柵極峰值電流IF-極管正向電流IGSS-漏極短路時(shí)截止柵電流IDSS1-對(duì)管第一管漏源飽和電流IDSS2-對(duì)管第二管漏源飽和電流Iu-襯底電流Ipr-電流脈沖峰值（外電路參數(shù)gfs-正向跨導(dǎo)Gp G-共柵極中和高頻功率增益GP D-共漏Gp-功率增益Gp s-共源極中和高頻功率增益 極中和高頻功率增益ggd-柵漏電導(dǎo)gds-漏源電導(dǎo)K-失調(diào)電壓溫度系數(shù)Ku-傳輸系數(shù)L-負(fù)載電感（外電路參數(shù)L

6、D-漏極電感Ls-源極電感 rDS-漏源電阻 rDS( on-漏源通態(tài)電阻 rDS(of-漏源斷態(tài)電阻 rGD-柵漏電阻 rGS-柵源電阻Rg-柵極外接電阻(外電路參數(shù)RL-負(fù)載電阻(外電路參數(shù)R(thjc-結(jié)殼熱阻R(thja-結(jié)環(huán)熱阻PD-漏極耗散功率P DM-漏極最大允許耗散功率PIN-輸入功率POUT-輸出功率PPK-脈沖功率峰值(外電路參數(shù)to(on-開(kāi)通延遲時(shí)間 td(off-關(guān)斷延遲時(shí)間 ti-上升時(shí)間 to n-開(kāi)通時(shí)間 toff"-關(guān)斷時(shí)間 tf-下降時(shí)間 trr-反向恢復(fù)時(shí)間Tj-結(jié)溫Tjm-最大允許結(jié)溫Ta-環(huán)境溫度Tc-管殼溫度Tstg-貯成溫度VDS-漏源電

7、壓（直流VGS-柵源電壓（直流VGSF-正向柵源電壓（直流VGSR-反向柵源電壓（直流VDD-漏極（直流電源電壓（外電路參數(shù)VGG-柵極（直流電源電壓（外電路參數(shù)Vss-源極（直流電源電壓（外電路參數(shù)VGS（th-開(kāi)啟電壓或閥電壓V （BR DSS-漏源擊穿電壓V （BR GSS-漏源短路時(shí)柵源擊穿電壓VDS（ on-漏源通態(tài)電壓VDS（sat-漏源飽和電壓VGD-柵漏電壓（直流Vsu-源襯底電壓（直流VDu-漏襯底電壓（直流VGu-柵襯底電壓（直流Zo-驅(qū)動(dòng)源內(nèi)阻n-漏極效率（射頻功率管Vn-噪聲電壓alD-漏極電流溫度系數(shù)ards-漏源電阻溫度系數(shù)4.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的管腳識(shí)別：判定柵極G:將

8、萬(wàn)用表?yè)苤罵X1k檔，用萬(wàn)用表的負(fù)極任意接一電極，另一只表 筆依次去接觸其余的兩個(gè)極，測(cè)其電阻.若兩次測(cè)得的電阻值近似相等，則負(fù)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(cè)出的電阻 都很大，則為N溝道；若兩次測(cè)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(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別S 極與D極.用交換表筆法測(cè)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(shí)黑表筆的是S極，紅表筆接D極.5.場(chǎng)效應(yīng)管與晶體三極管的比較場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件.在只允許從信號(hào)源取較 少電流的情況下，

9、應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng) 管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電 流的條件下，應(yīng)選用晶體管.晶體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管工作原理完全不同，但是各極可以近似對(duì)應(yīng)以便于理解 和設(shè)計(jì):晶體管:基極發(fā)射極集電極場(chǎng)效應(yīng)管：柵極源極漏極要注意的是,晶體管（NPN型設(shè)計(jì)發(fā)射極電位比基極電位低（約0.6V ,場(chǎng)效應(yīng) 管源極電位比柵極電位高（約0.4V。場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱(chēng)之為單極型器件，而晶體管是即有多 數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo) 電,被稱(chēng)之為雙極型器件.有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方 便地把很多場(chǎng)效

10、應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了 廣泛的應(yīng)用.、場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)原理及特性 場(chǎng)效應(yīng)管有結(jié)型和絕緣柵兩種結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)又有N溝道和P溝道兩種 導(dǎo)電溝道。1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET（1結(jié)構(gòu)原理 它的結(jié)構(gòu)及符號(hào)見(jiàn)圖1。在N型硅棒兩端引出漏極D和源極S兩 個(gè)電極,又在硅棒的兩側(cè) 各做一個(gè)P區(qū),形成兩個(gè)PN結(jié)。在P區(qū)引出電極并連接起來(lái)，稱(chēng)為柵極Go這樣就構(gòu)成了 N型溝道的場(chǎng)效應(yīng)管圖1、N溝道結(jié)構(gòu)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)由于PN結(jié)中的載流子已經(jīng)耗盡，故PN基本上是不導(dǎo)電的，形成了所謂耗盡區(qū), 從圖1中可見(jiàn)，當(dāng)漏極 電源電壓ED 一定時(shí)，如果柵極電壓越負(fù)，PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越

11、厚，則漏、源極之間導(dǎo)電的溝 道越窄，漏極電流ID就愈小;反之,如果柵 極電壓沒(méi)有那么負(fù)，則溝道變寬,ID變大，所以用柵極電壓EG可以控制漏極電流ID 的變化，就是說(shuō),場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件。（2特性曲線1轉(zhuǎn)移特性圖2（a給出了 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵壓-漏流特性曲線，稱(chēng)為轉(zhuǎn)移特性曲線, 它和電子管的動(dòng)態(tài)特性 曲線非常相似，當(dāng)柵極電壓VGS=0時(shí)的漏源電流。用IDSS 表示。VGS變負(fù)時(shí),ID逐漸減小。ID接近于 零的柵極電壓稱(chēng)為夾斷電壓，用VP 表示，在0>VG9VP的區(qū)段內(nèi),ID與VGS的關(guān)系可近似表示為：ID=IDSS（1-|VGS/V P|其跨導(dǎo)gm為:gm=( ID/ VGS |

12、VDS=常微(微歐|式中: ID 漏極電流增量（微安 VGS-柵源電壓增量（伏圖2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線2）漏極特性（輸出特性） 圖2（b給出了場(chǎng)效應(yīng) 管的漏極特性曲線，它和晶體三極管的輸出特性曲線很相似?？勺冸娮鑵^(qū)（圖區(qū)）在I區(qū)里VDS比較小，溝通電阻隨柵壓 VGS而改變，故稱(chēng)為可變電阻 當(dāng) 柵壓一定時(shí)，溝通電阻為定值，ID隨VDS近似線性增大，當(dāng)VGSvVP 漏源極間電阻很大（關(guān)斷）。IP=0;當(dāng)VGS=0時(shí)，漏源極間電阻很?。▽?dǎo) ，ID=IDSS。這一特性使場(chǎng)效應(yīng)管具有開(kāi)關(guān)作用。恒流區(qū)（區(qū)中II區(qū)）當(dāng)區(qū)。時(shí),通）漏極電壓VDS繼續(xù)增大到VDS > |VP|時(shí)，漏極電流，IP達(dá)到了飽

13、和值后基本保 持 不變，這一區(qū)稱(chēng)為恒流區(qū)或飽和區(qū)，在這里，對(duì)于不同的VGS漏極特性曲線近似平行線，即ID與VGS成線性關(guān)系，故又稱(chēng)線性放大區(qū)。擊穿區(qū)（圖中m區(qū)）如果VDS繼續(xù)增加，以至超過(guò)了 PN結(jié)所能承受的電壓而被擊穿，漏極電流 ID突 然增大，若不加限制措施，管子就會(huì)燒壞。2、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 它是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體所組成，所以又稱(chēng)為金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng) MOS場(chǎng)效應(yīng)管。（1）結(jié)構(gòu)原理 它的結(jié)構(gòu)、電極及符號(hào)見(jiàn)圖3所示，以一塊P型薄硅片作 為襯底，在它上面擴(kuò)散兩個(gè)高雜質(zhì)的 N型區(qū)，作為源極S和漏極D。在硅片表覆 蓋一層絕緣物，然后再用金屬鋁引出一個(gè)電極 G （柵極）由于柵極與

14、其它 電極絕 緣，所以稱(chēng)為絕緣柵場(chǎng)面效應(yīng)管。圖3、N溝道（耗盡型）絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)及符號(hào)在制造管子時(shí)，通過(guò)工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子，故在交界面的另一側(cè) 能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷，這些 負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通，形成了導(dǎo)電溝道， 即使在VGS=0時(shí)也有較大的漏極電流ID。當(dāng)柵極電壓 改變時(shí)，溝道內(nèi)被感應(yīng)的 電荷量也改變，導(dǎo)電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。場(chǎng)效應(yīng)管的式作方式有兩種：當(dāng)柵壓為零時(shí)有較大漏極電流的稱(chēng)為耗 散型，當(dāng)柵壓為零，漏極電流也為零，必須再加一定的柵壓之后才有漏極電流的稱(chēng)為增強(qiáng)型。（2）特性曲線1）轉(zhuǎn)移特性（柵壓-漏流特性）圖4 （a）給出了N

15、溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移行性曲線，圖中Vp為夾斷電壓（柵源截止電壓）；IDSS為飽和漏電流。圖4 （b）給出了 N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效管的轉(zhuǎn)移 特性曲線，圖中Vr為開(kāi)啟電壓，當(dāng)柵極電壓超過(guò) VT時(shí)，漏極電流才開(kāi)始顯著增 加。2）漏極特性（輸出特性） 圖5（a）給出了 N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的 輸出特性曲線。圖5（b為N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線 。圖4、N溝道MOS場(chǎng)效管的轉(zhuǎn)移特性曲線 圖5、N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線 此外還有N襯底P溝道（見(jiàn)圖1）的場(chǎng)效應(yīng)管，亦分為耗盡型號(hào)增強(qiáng)型兩種，各種場(chǎng)效應(yīng)器件的分類(lèi)，電壓符號(hào)和主要伏安特性（轉(zhuǎn)移特性、輸出特性）二、場(chǎng) 效應(yīng)

16、管的主要參數(shù) 1夾斷電壓VP當(dāng)VDS為某一固定數(shù)值，使IDS等于某一微小電流時(shí)，柵極上所加的偏壓VDS。 4、VGS就是夾斷電壓VP。 2、飽和漏電流IDSS在源、柵極短路條件下，漏源間所 加的電壓大于VP時(shí)的漏極電流稱(chēng)為IDSS。3、擊穿電壓BVDS表示漏、源極間 所能承受的最大電壓，即漏極飽和電流開(kāi)始上升進(jìn)入擊穿區(qū)時(shí)對(duì)應(yīng)的直流輸入電阻RGS在一定的柵源電壓下， 柵、源之間的直流電阻， 這一特性有 以流過(guò)柵極的電流來(lái)表示， 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的RGS可達(dá)1000000000歐而絕緣柵場(chǎng) 效應(yīng)管的RGS可超過(guò)10000000000000歐。5、低頻跨導(dǎo)gm漏極電流的微變量與 引起這個(gè)變化的柵源電壓微數(shù)變量之比，稱(chēng)為跨導(dǎo)，即gm= ID/ VGS它是衡量 場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓對(duì)漏極電流控制能力的一個(gè)參數(shù)，也是衡量放大作用的重要參數(shù)，此參靈敏常以柵源電壓變化1伏時(shí)，漏極相應(yīng)變化多少微安（卩A/V或毫安（mA/V）來(lái)表示 -MOS場(chǎng)效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，英文縮寫(xiě)為 MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），