场效应管基础知识
一、场效应管的分类
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。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沟耗尽型和增强型四大类。见下图。
上图中画出了三种N型场管,第一种叫结型场管.工作条件是VD大于VS大于VG. VGS电压一定要是负的,在一定规围内电压越近0时,电流ID就越大,可以看下图的特性曲线.
第二种绝缘栅增强型,工作条件是VD大于VS大于VG VGS电压一定要是正的,在一定规围内电压越大,电流ID也不越大.可以看下图的特性曲线.他有个开启电压,当VGS的电压没有达到开启电压时,管子是不通的.
第三种是绝缘栅耗尽型,VD大于VS, VGS电压可正可负,下图的特性曲线.可以看出,当VGS电压从负到正时,电流ID也加大.
P型场与N型工作条件相反.
二、场效应三极管的型号命名方法
第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
三、场效应管的参数
1、I DSS — 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U GS=0时的漏源电流。
2、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。
3、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。
4、gM — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D的控制能力，即漏极电流I D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。
5、BUDS — 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BUDS。
6、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并留有一定余量。
7、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IDSM
几种常用的场效应三极管的主要参数
四、场效应管的作用
2、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。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
五、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别：
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 万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S （可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。
2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。
制造工艺决定了场效应管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。
场效应管的检测与测量1
场效应管的检测:
由于场效应管的结构、原理和普通三极管不同，在业余条件下用万用表作判别的方法亦不相同，在测试前将双手摸触一下自来水管或地线，以放掉身体的电荷。
1.G极（栅极）的判定：万用表用R×100档，分别测量场效应管每两脚间的阻值（正反向各测一次），应有一对脚阻值为数百欧姆（如均为大阻值，则用两表笔卡住两只脚，黑笔再点另一脚，如仍为高阻值，再将红笔点另一脚，总有一次出现有两脚低阻值的情况，如没有这种情况，管子应属已损坏）这时万用表两表笔所接的引脚是D极（漏极）和S极（源极），对其它脚均为阻值大的是G极（栅极）。
2.D极（漏极）、S极（源极）的判定：万用表置于R×10档，将红、黑表笔卡住要判断的D、S极上，分别测量两极间的正反向电阻值，在测得阻值为较大值时，用黑表笔与G极（栅极）接触一下，然后再恢复原状，在此过程中，红、黑笔应始终与原管脚相触，这时万用表的读数会出现两种情况：若读数由大变小，则万用表黑笔所接的管脚为D极（漏极），红表笔所接的管脚为S极（源极）；若万用表读数没有明显变化，仍为较大值，这时就应把黑表笔与引脚保持接触，然后移动红表笔与G极（栅极）触碰一下。此时若阻值由大变小，则黑表笔所接的管脚为S极（源极），红表笔所接的管脚为D极（漏极）。
3.类型的判定：确定D极（漏极）和S极（源极）后，如果万用表黑表笔所接为D极（漏极），红表笔所接为S极S极（源极），而且用黑表笔触发G（栅极）极，这时表明该场效应管为N沟道；如果黑表笔所接为S极（源极），红表笔所接为D极（漏极），且需用红表笔才能触发G极（栅极），则表明该场效应管为P沟道。
4.跨导大小的判别：对于N沟道的场效应管，用红表笔接S极（源极）黑表笔接D极（漏极），万用表读数应较大，这时若用100K电阻一端先按D极（漏极），再碰G极（栅极），万用表读数就会发生变化，变化越明显，说明该场效应管的跨导越大。
对于D沟道的场效应管，用黑表笔接S极（源极），红表笔接D极（漏极），方法同前。
有的人用手触碰G极（栅极）的方法来试亦可，但易造成击穿故障。
有些大功率管，S极（源极）与D极（漏极）反向并有一只二极管，测试时应考虑这一情况。
场效应管-晶体管的组合管，也可按这一方法测试.
2
五、 场效应管的测量及好坏判断
1、测量
极性及管型判断
红笔接Ｓ、黑笔接Ｄ值为（300-800）为Ｎ沟道
红笔接Ｄ、黑笔接Ｓ值为（300-800）为ｐ沟道
如果先没Ｇ、Ｄ再没Ｓ、Ｄ会长响，表笔放在Ｇ和最短脚相连放电，如果再长响为击穿
贴片场管与三极管难以区分，先按三极管没，如果不是按场管测
场管测量时，最好取下来测，在主板上测量会不准
2、好坏判断
测Ｄ、Ｓ两脚值为（300-800）为正常，如果显示“０”且长响，场管击穿；如果显示“１”，场管为开路
软击穿(测量是好的，换到主板上是坏的），场管输出不受G极控制。
六、 场管的代换原则（只适合主板）
场管代换只需大小相同，分清Ｎ沟道Ｐ沟道即可
功率大的可以代换功率小的
技嘉主板的场管最好原值代换
七、 主板上常见的场管型号
N沟道：
702、712、G16、SG、SS、7EW、12KSH、72KGG、KF
中等大小的场管：3055、09N05、40N03、45N03
外型较大的场管：L3103S、K3296、K3289、6030、7030
55N03、76139D、76129S、10N03、15M03
F827、F841、BPS100
P沟道：
352A、356
场管的参数等
Cds---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?
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(th)jc---结壳热阻
R(th)ja---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
η---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
1.4.1 结型场效应管工作原理
结型场效应管分类：N沟道和P沟道两种。如下图所示为N沟道管的结构和符号。
如右图所示为N沟道结型场效应管的结构示意图。
一、结型场效应管的工作原理
N沟道结型场效应管正常工作时，在漏-源之间加正向电压
，形成漏极电流
。
<0，耗尽层承受反向电压，既保证栅-源之间内阻很高，又实现
对沟道电流的控制。
其工作原理：
★
=0时，
对导电沟道的控制作用，如下图所示。
◆
=0时，
=0，耗尽层很窄，导电沟道很宽，如图(a)所示。
◆
增大时，耗尽层加宽，沟道变窄，沟道电阻增大，如图(b)所示。
◆
增大到某一数值时，耗尽层闭合，沟道消失，如图(c)所示，沟道电阻趋于无穷大，称此时
的值为夹断电压
。
★
为
~0中某一固定值时，
对漏极电流
的影响
▲
=0，由
所确定的一定宽的导电沟道，但由于d-s间电压为零，多子不会产生定向移动，
=0。
▲
>0，有电流
从漏极流向源极，从而使沟道各点与栅极间的电压不再相等，沿沟道从源极到漏极逐渐增大，造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边的宽。如下图（a）所示。
▲
从零逐渐增大时，
=
-
逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道随之变窄。电流
随
线性增大。
▲
增大，使
=
，漏极一边耗尽层出现夹断区，如图(b)所示，称
=
为预夹断。
▲
继续增大，
<
，夹断区加长，如图(c)所示。这时，一方面自由电子从漏极向源极定向移动所受阻力加大，从而导致
减小；另一方面，随着
的增大，使d-s间的纵向电场增强，导致
增大。两种变化趋势相抵消，
表现出恒流特性。
二、结型场效应管的特性曲线
★输出特性曲线
输出特性表示在栅源电压一定的情况下，漏极电流
与漏源电压
之间的关系，即
曲线如下图所示。
输出特性可以分为四个工作区：
◆可变电阻区：曲线拐弯点的连线与纵轴所夹区域。
较小，导电沟道畅通，d-s之间相当于一个欧姆电阻，当
不变，
从零增大，
线性增大。
越大，曲线越陡，沟道电阻随
大小而变，故称为可变电阻区，在这个区域场效应管是导通的，类似于晶体三极管的饱和区。
◆夹断区：靠近横轴
<
区域．此时电流
=0，场效应管呈现一个很大的电阻，这个区域类似晶体三极管的截止区。
◆恒流区：恒流区指中间平坦区域，它属于线性放大区，
增大到脱离可变电阻区，
不随
的增大而变化，
趋向恒定值。在这个区域，
只随
的增大而增大。在该区域工作的场效应管，
的大小只受
的控制，表现出场效应管电压控制电流的放大作用。
◆击穿区：
增大,
突然加大，反向偏置的PN结超过承受极限而发生沟道击穿,
和
失去对
的控制作用，若不加限制，场效应管会损坏。使用时一定要特别注意，
不可过大。
★转移特性
由于结型管外加的是反偏电压，没有栅极电流，所以没有输入特性。漏极电流
与栅源电压
的关系曲线称为转移特性。即
=
常数
N沟道结型管
对
的控制规律如右图所示。
当
为确定值，
由零向负方向变化，
将减小，
=
，使
=0，此电压便是夹断电压。当
=0时，漏极电流最大，称为饱和漏电流，用IDSS表示。实验证明，在
<
￡ 0 的范围内，漏极电流与栅极电压的关系近似为：
说明场效应管为非线性器件。
