认识场效应管

项目七　场效应管的识别与检测

任务一　认识场效应管

任务描述

在电子产品生产、制造过程中，场效应管是一种应用极其广泛的放大器件。场效应管与三极管外形结构相似，功能也基本相同，但比三极管优点更突出。三极管是一种电流控制器件，而场效应管则是一种电压控制器件。只有通过标志区分场效应管和三极管以及搞清楚各种场效应管的类型、符号、参数，才能有效地发挥场效应管的功能及作用。

任务分析

本任务通过观察场效应管来认识场效应管的外形结构，了解场效应管的作用、种类、参数及命名规则。

任务实施

场效应晶体管也是一种具有PN结结构的半导体器件，外形与晶体三极管相似，不同之处在于它是电压控制器件，在电路中主要作用是前置放大、振荡、调频、限幅等，几乎与三极管的作用相同。现在让我们一起来认识一下各种不同类型的场效应管吧！

活动一　认识场效应管型号命名及其种类、符号

记一记　场效应管的命名规则是不固定的，其型号、生产厂家等不同，命名规则也不同。

①根据场效应管的极性、材料和类型，采取的命名规则如下：

例如，3DJ6D是P沟道结型场效应管，3DO6C是P沟道绝缘栅型场效应管。

②根据场效应管的型号和序号，采取的命名规则如下：

例如，CS14A，CS45G等。

③根据场效应管的漏极电流和沟道等参数指标，采取的命名规则如下：

④国际上大多数场效应管命名采用代表公司的字母加表示型号的数字表示，如图7-1、图7-2、图7-3所示。

图7-1　日本NEC公司的K15系列产品

图7-2　美国IR公司产品

读一读　常用场效应管按场效应管的材料，可分为P沟道和N沟道两种；按场效应管的结构形式，可分为结型（JFET）和绝缘栅型（MOSFET），其中绝缘栅型又分为增强型和耗尽型。因此，场效应管可分为P沟道结型场效应管、N沟道场效应管、N沟道增强型MOSFET、P沟道增强型MOSFET、N沟道耗尽型MOSFET、P沟道耗尽型MOSFET。常见场效应管种类及符号见表7-1。

图7-3　其他常见的场效应管

表7-1　常用场效应管种类及符号

续表

活动二　场效应管的作用及主要参数

读一读

1．场效应管作用

场效应管的作用是利用电场来控制电流的电压控制器件。在电路中它的主要作用是前置放大、振荡、调频、限幅、功放等，基本与半导体三极管作用相同。

半导体三极管是电流控制器件，即通过输入端电流的变化来控制输出端的变化，而场效应管是电压控制器件，即通过输入电压的变化来控制输出端的变化。输入端采用电压的优点是输入不取用信号源电流，输入阻抗大，几乎不对信号源产生影响。

2．场效应管的主要参数

为了正确、安全地运用场效应管，防止静电、误操作或储存不当而损坏场效应管，必须对场效应管主要参数有所了解和掌握。场效应管的参数多达几十种，主要参数及含义见表7-2，仅作为参考。

表7-2　场效应管主要参数

技能训练

认一认

观察图7-4中场效应管的实物图片，查资料了解相关参数，并说出场效应管类型。

图7-4　场效应管实物图

画一画

画出各种场效应管的电路符号并说明名称。

练一练

将工位上的5只场效应管编号，识读并按要求填入表7-3中。

表7-3　场效应管识读

查一查

利用课余时间上网搜一搜关于场效应管的识别与检测知识。

知识拓展

VMOS场效应管简介

VMOS场效应管全称为V形槽MOS场效应管，是在一般MOS场效应管的基础上发展起来的新型高效功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高（大于100MΩ）、驱动电流小（0．1μA左右），还具有耐压高（最高1200V）、工作电流大（1．5～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导线性好、开关速度快等优良特性。目前，它已在高速开关、电压放大（电压放大倍数可达数千倍）、射频功放、开关电源及逆变器等电路中得到了广泛应用。由于它兼有电子管和晶体管的优点，用它制作的高保真音频功放，音质温暖甜润而又不失力度，备受爱乐人士青睐，因而在音响领域有着广阔的应用前景。VMOS管和一般MOS管一样，也可分为N型沟道和P型沟道两种，每种又可分为增强型和耗尽型两类，其分类特征与一般的MOS管相同。VMOS场效应管有以下特点：

1．输入阻抗高

由于栅源之间是SiO2层，栅源之间的直流电阻基本上就是SiO2绝缘电阻，一般达100MΩ左右，交流输入阻抗基本上就是输入电容的容抗，驱动电流小。由于输入阻抗高，VMOS管是一种压控器件，一般有电压就可以驱动，所需的驱动电流极小。

2．跨导的线性较好

具有较大的线性放大区域，与电子管的传输特性十分相似。较好的线性就意味着有较低的失真，尤其是具有负的电流温度系数（即在栅极与源极之间电压不变的情况下，导通电流会随管温升高而减小），故不存在二次击穿所引起的管子损坏现象。因此，VMOS管的并联得到了广泛的应用。

3．结电容无变容效应

VMOS管的结电容不随结电压而变化，无一般晶体管结电容的变容效应，可避免由变容效应招致的失真。

4．频率特性好

VMOS场效应管的多数载流子运动属于漂移运动，且漂移距离仅1～1．5μm，不受晶体管那样的少数载流子基区过渡时间限制，故功率增益随频率变化极小，频率特性好。

5．开关速度快

由于没有少数载流子的存储延迟时间，VMOS场效应管的开关速度快，可在20ns内开启或关断几十安电流。

学习评价

表7-4　任务一学习评价表

任务二　检测场效应管

任务描述

在电子电路中，场效应管性能的好坏直接影响着各电路功能的实现。只有知道了检测场效应管性能的好坏及电极判断的方法后，才能正确使用和选择合适的场效应管，保证场效应管在电路中正常工作并发挥其应有的作用。

任务分析

本任务就是通过用万用表检测结型场效应管阻值来判断场效应管性能的好坏，了解检测结型场效应管的一些基本方法、步骤及注意事项。

任务实施

学一学　场效应管的检测可用指针式万用表，也可用数字万用表。下面以MF47型指针式万用表检测结型场效应管为例，实施场效应管检测步骤见表7-5。

表7-5　结型场效应管检测步骤

提示

①场效应管的漏极和源极在结构上是对称的，可以互换使用。

②结型场效应管的栅压不能接反，但可以开路保存。在运输和储藏中，必须将引出脚短路或采用金属屏蔽包装。焊接时，电烙铁要接地，最好拔掉电源，用余热焊接，防止管子击穿。

③结型场效应管可直接用万用表检测，但绝缘栅型场效应管不能。但检测时要用测试电路或测量仪器检测，并且管子接入电路后才可去掉短接线，测完后先短接再取下。

技能训练

将工位上的场效应管做好序号标记后识读、检测，并将检测结果填入表7-6中。

表7-6　场效应管识读检测

知识拓展

数字式万用表检测场效应管

前面学习了如何用指针万用表检测场效应管，现在来简单了解一下用数字式万用表检测场效应管的方法及步骤。

常用的MOS管GDS3个引脚是固定的，不管是N沟道型还是P沟道型都一样。应将芯片放正，从左到右分别为G极、D极、S极，如图7-5所示。用二极管挡对MOS管的测量，首先要短接3只引脚对管子进行放电。

图7-5　用数字式万用表检测场效应管

①用红表笔接S极，黑表笔接D极。如果测得有500多的数值（阻值大小为500Ω），说明此管为N沟道。

②黑笔不动，用红笔去接触G极测得数值为1（阻值为无穷大），如图7-5所示。

③红笔移回到S极，此时管子应该导通。

④然后红笔测D极，黑笔测S极，应该测得数值为1（阻值为无穷大）。

⑤最后红笔不动，黑笔去测G极，数值应该为1（阻值为无穷大），如图7-5所示。

到此则可判定此N沟道场管为正常。当然。对P沟道的测量步骤也一样，只不过第一步为黑表笔测S极，红表笔测D极，可测得500多的数值。

利用数字万用表不仅能判别场效应管的电极，还可测量场效应管的放大系数。将数字万用表调至hFE挡，场效应管的G，D，S极分别插入hFE测量插座的B，C，E孔中（N沟道管插入NPN插座中，P沟道管插入PNP插座中）。此时，显示屏上会显示一个数值，这个数值就是场效应管的放大系数。若电极插错或极性插错，则显示屏将显示为“000”或“1”。

学习评价

表7-7　任务二学习评价表

【项目技能考核评价标准】

场效应管的识别与检测技能考核评价标准表