FET详解,MOSFET结构原理,场效应管作用-KIA MOS管

FET简介

FET即FieldEffectTransistor，场效应晶体管，场效应管是一种电压控制器件(晶体管是电流控制器件)，有很高的输入阻抗，较大的功率增益，由于是电压控制器件所以噪声小。FET是根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极，栅极，漏极，源极。

FET原理

场效应管与晶体管不同，它是一种电压控制器件(晶体管是电流控制器件)，其特性更象电子管，它具有很高的输入阻抗，较大的功率增益，由于是电压控制器件所以噪声小，越来越多的电子电路都在使用场效应管，特别是在音响领域。场效应管结构如图。

场效应管是一种单极型晶体管，它只有一个P-N结，在零偏压的状态下，它是导通的，如果在其栅极(G)和源极(S)之间加上一个反向偏压(称栅极偏压)在反向电场作用下P-N变厚(称耗尽区)沟道变窄，其漏极电流将变小，(如图C1-b)，反向偏压达到一定时，耗尽区将完全沟道“夹断“，此时，场效应管进入截止状态如图C-c，此时的反向偏压我们称之为夹断电压，用Vpo表示，它与栅极电压Vgs和漏源电压Vds之间可近以表示为Vpo=Vps+|Vgs|，这里|Vgs|是Vgs的绝对值。

FET结构

下图是FET简单的的结构示意图（P沟FET是P型半导体部分与N型半导体部分互换）。

双极晶体管的基极发射极间以及基极集电极间分别是两个PN结，就是说存在着二极管。JFET的栅极与沟道（把输出电路流过漏极源极间的部分称为沟道）间有PN结，所以认为存在着二极管（由于有PN结，所以称为结型FET）。

FET分类

如图所示，FET按照结构可以分为结型FET（JFET：JunctionFET）和绝缘栅FET（MOSFET：MetalOxideSemiconductorFET)。

按照电学特性，MOSFET又可以分为耗尽型（deletion）与增强型（enhancement）两类。它们又可以进一步分为N沟型（与双极晶体管的NPN型相当）和P沟型（与双极晶体管的PNP型相当）。从实际FET的型号中完全看不出JFET与MOSFET、耗尽型与增强型的区别。仅仅是N沟器件为2SK×××（也有双栅的3SK×××），P沟器件为2SJ×××，以区别N沟和P沟器件。

极性判断

1.结型场效管的判别

将万用表置于RXlk档，用黑表笔接触假定为栅极G管脚，然后用红表笔分别接触另两个管脚。若阻值均比较小(约5'--10欧)，再将红、黑表笔交换测量一次。如阻值均很大，属N沟道管，且黑表接触的管脚为栅极G，说明原先的假定是正确的。同样也可以判别出P沟道的结型场效应管。

2.金属氧化物场效应管的判别

(1)栅极G的判定

用万用表Rxl00挡，测量功率场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值，其中一次测量中两引脚电阻值为数百欧姆，这时两表笔所接的引脚是D极与S极，则另一引脚未接表笔为G极。

(2)漏极D、源极S及类型的判定

用万用表RxlokD,挡测量D极与S极之间正、反向电阻值，正向电阻值约为0.2x10kfl，反向电阻值在(5—∞)x10kfl。在测反向电阻时，红表笔所接引脚不变，黑表笔脱离所接引脚后，与G极触碰一下，然后黑表笔去接原引脚，此时会出现两种可能：

若万用表读数由原来较大阻值变为零，则此时红表笔所接为S极，黑表笔所接为D极。用黑表笔触发G极有效(使功率场效应管D极与S极之间正、反向电阻值均为012)，则该场效应管为N沟道型。

若万用表读数仍为较大值，则黑表笔接回原引脚不变，改用红表笔去触碰G极，然后红表笔接回原引脚，此时万用表读数由原采阻值较大变为0，则此时黑表笔所接为S极，红表笔所接为D极。用红表笔触发G，极有效，该场效应管为P沟道型。

场效应管的作用

1.信号放大。场效应管通过栅极电压控制源漏极电流，实现电信号放大。其高输入阻抗（10?～1012Ω）和低噪声特性，使其特别适用于高频放大器（如射频、音频电路）及低噪声前置放大设计。

2.电子开关。在数字电路和电源管理中，场效应管可快速切换导通状态，实现高效开关功能。

例如：电机驱动电路，通过MOSFET控制大功率负载；逻辑门电路，构建与非门（NAND）、或门（OR）等数字逻辑系统。

3.电压控制与阻抗匹配。通过调节栅极电压精确控制漏极电流，用于电源稳压器、电压调节器等模拟电路；作为缓冲器连接高阻抗信号源与低阻抗负载，改善高频信号传输质量。

场效应管的作用包括信号放大、电子开关、电压控制和阻抗变换，广泛应用于放大器、开关电路、电源管理及高频信号处理等领域。

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