场效应管识别与检测PPT

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场效应管实用知识及检测

3、直流输入电阻
直流输入电阻RGS是指在栅源间所加的电压UGS与栅极电流的比值。结型场效应管RGS 可达到几千兆欧姆的阻值，而绝缘场效应管的直流输入电阻 RGS可超过几千万兆欧姆的阻值。
4、饱和漏电流
饱和漏电流是指在耗尽型场效应管中，当栅源间电压 UGS为0，漏源电压UDS足够大，漏极电流的饱和值称为饱和漏电流。
场效应管的代换方法
场效应管凭借其功耗低、性能稳定、抗辐射能力强和制造工艺相对简单等优势，在大规模和超大规模集成电路中被广泛应用。选用场效应管之前要先了解场效应管和电路设计的相关参数，才能进行匹配。电路中选用的场效应管不能超过场效应管的最大耗散功率、漏源击穿电压、栅源击穿电压和最大漏源电流等参数的极限值。其他相关参数也应该符合相关要求，才可以选用。代换场效应管时，要求选用相同类别，参数相同或相近的场效应管进行代换。 N沟道场效应管要选用N沟道场效应管进行代换，P 沟道场效应管要选用P沟道场效应管进行代换，两者不可以混淆，而且不仅要类型相同，在相关参数、引脚极性和外形等方面也要做到相同或者相近，才可以进行代换。
8、最大漏源电流
最大漏源电流是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流，因此这也是一个极限参数，如果漏源间电流过大，场效应管会烧毁。
9、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。最大耗散功率是指场效应管在性能不衰减时所允许的最大漏源耗散功率，它是一个极限参数。其 UDS为600V，IG为6A，PDS为100W。
场效应管的主要性能参数
5、漏源击穿电压
漏源击穿电压是指栅源电压一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压，这个电压就称为漏源击穿电压。这是一项极限参数。

场效应管的识别与测量教案

备课教案第周课题场效应管的测量所需课时 3教学目的1、结型场效应管的管脚识别与检测方法2、VMOS场效应管的检测方法重点结型场效应管、VMOS场效应管的检测方法难点结型场效应管、VMOS场效应管各极的判别方法教学过程：一、复习：1、场效应管的工作原理2、场效应管的主要参数二、新课讲授：一、1.场效应晶体管分类2.目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。

二、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。

模电课件 14 场效应管

§1.4 场效应管
学习目标 1.熟悉场效应管的结构、分类 2.了解场效应管的的工作原理、主要参数和应用
学习重点
1. 绝缘栅型场效应管的结构特点 2. 绝缘栅型场效应管的特性曲线
§1.4 场效应管
场效应管（FET）是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，由于它仅靠一种载流子导电，又称单极型晶体管。
符号
（2）工作原理 ①当加uDS时，若 uGS＝0
两个PN结背靠背，不存在导电沟道，即iD＝0；
2020/1/12
模电课件
②uDS＝0，uGS>0
uGS排斥SiO2附近的空穴，剩下不能移动的离子，形成耗尽层；
uDSuGSS源自GDN+
N+
P型衬底
随着uGS增大，衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成一个 N型薄层，即反型层，也是d－s之间的导电沟道；
较大
不受静电影响
几兆欧以上漏极与源极可以互换使用
较小
易受静电影响
2020/1/12
模电课件
参考资料：
晶体管噪声
在晶体管内，载流子的不规则运动引起不规则变化的电流起伏，因而产生不规则变化的电压起伏，这种不规则变化的电流和电压形成晶体管的噪声。晶体管噪声是晶体管的重要参数。
晶体管按工作原理可分为两大类，一类是双极型晶体管；另一类是单极型晶体管,即场效应晶体管（FET）。
输出特性曲线
uDS(V)
总结：N沟道增强型
2020/1/12
导电沟道是N型，所以衬底是P型。
增强型：uGS 0,没沟道，要产生沟道，必须加足够高uGS
iD 三段：表uGS 0, 沟道没，

模电课件场效应管

智能化的需求将推动场效应管与微处理器、传感器等其他器件的集成，实现系统级封装。
对未来的展望
场效应管在未来将继续在电子设备中发挥重要作用，特别是在通信、计算机、消费电子等领域。
未来场效应管的发展将更加注重环保和可持续发展，采用更加节能、环保的材料和工艺，降低生产成本，推动产业可持续发展。
当前市场上的场效应管产品种类繁多，性能稳定可靠，能够满足不同领域的需求。
随着技术的不断进步，场效应管的性能指标也在逐步提高，如开关速度、工作频率等。
未来发展趋势
随着电子设备小型化、轻量化的发展趋势，场效应管也将继续朝着微型化、集成化的方向发展。
新型材料和工艺的应用将为场效应管的发展带来新的机遇和挑战，如碳纳米管、二维材料等。
随着技术的不断创新和市场需求的不断变化，场效应管的应用领域也将不断拓展。
THANKS
感谢观看
噪声特性
总结词
描述了场效应管在工作时产生的噪声水平。
详细描述
噪声特性是指场效应管在工作时，由于内部电子运动的随机性而产生的噪声。噪声的大小对信号的传输质量有重要影响。
05
场效应管的选用与注意事项
选用原则
根据电路需求选择合适的场效应管类型
根据电路的电压、电流和频率要求，选择合适的场效应管类型，如N沟道、P沟道等。
功率放大器
将场效应管作为功率放大元件，用于音频、视频等信号的功率放大。
跨导放大器
利用场效应管的跨导特性，将输入的电压信号转换为电流信号，用于信号的线性放大。
在振荡器中的应用
负阻振荡器
利用场效应管的负阻特性，与电容、电感等元件一起构成振荡电路，产生振荡信号。

场效应管详解课件

SUMMAR Y
03
场效应管的应用
在数字电路中的应用
总结词
场效应管在数字电路中主要用作开关控制，具有低导通电阻、高速开关特性和低静态功耗等优点。
详细描述
在数字电路中，场效应管常用于逻辑门电路、触发器、寄存器等数字逻辑电路中，作为开关元件控制信号的通断。由于其低导通电阻和高开关速度，场效应管能够实现高速、低功耗的数字逻辑功能。
噪声系数
场效应管在工作过程中产生的噪声与输入信号的比值，表示场效应管的噪声水平。噪声系数越低，信号质量越好。
失真系数
场效应管在工作过程中产生的非线性失真与输入信号的比值，表示场效应管的失真水平。失真系数越低，信号质量越好。
极限参数
01
02
03
04
最大漏极电流
场效应管能够承受的最大漏极电流。超过该电流值可能会损
焊接操作
在焊接场效应管时应使用适当的焊接温度和时间，避免过热或时间过长导致性能下降或损坏。
电源开关
在开关电源时应先关闭电源开关，避免瞬间电流过大对场效应管造成损坏。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
场效应管的发展趋势与展望
当前发展状况
场效应管在电子设备中广泛应用，如放大器、振荡器、开关等。
的能量损耗和电磁干扰，提高电源的整体性能。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
场效应管的检测与代换
检测方法
1 2 3
判断电极
通过测量电极间的电阻来判断场效应管的电极，通常G极与D极之间的电阻较小，S极与D极之间的电阻较大。

第3章：场效应管详解

第三章
3.0
场效应管
概述
3.1
3.2
MOS场效应管
结型场效应管
3.0 概述
场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导
体器件,也是一种具有正向受控作用的半导体器件。
它体积小、工艺简单，器件特性便于控制，是目前制造大规模集成电路的主要有源器件。
场效应管与三极管主要区别：
• 场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。
由于MOS管COX很小，因此当带电物体（或人）靠近金属栅极时，感生电荷在SiO2绝缘层中将产生
很大的电压VGS(=Q /COX)，使绝缘层击穿，造成
MOS管永久性损坏。
MOS管保护措施：
分立的MOS管：各极引线短接、烙铁外壳接地。 MOS集成电路：
D1
T
D2
D1 D2一方面限制VGS间最大电压，同时对感生电荷起旁路作用。
VGS > VGS(th) 条件： V DS > VGS–VGS(th) 特点：
0
VDS /V
ID只受VGS控制，而与VDS近似无关，表现出类似三极管的正向受控作用。考虑到沟道长度调制效应，输出特性曲线随 VDS的增加略有上翘。
注意：饱和区（又称有源区）对应三极管的放大区。
数学模型：
工作在饱和区时， MOS 管的正向受控作用，服从平方律关系式： n COXW ID (VGS VGS(th) ) 2 2l 若考虑沟道长度调制效应，则ID的修正方程：
• 场效应管是单极型器件（三极管是双极型器件）。
• 场效应管受温度的影响小（只有多子漂移运动形成电流)。
一、场效应管的种类
绝缘栅型场效应管MOSFET 按结构不同分为 N沟道结型场效应管JFET P沟道 N沟道耗尽型（DMOS） P沟道

(完整版)场效应管(FET)

如今，氧化膜有阻挡离子注入、气相扩散等杂质扩散的掩模作用，也可以灵活地用作对必要的区域选择性掺杂的掩蔽材料。
扩散：指杂质从浓度高处向低处流动（扩散）所引起的现象。扩散由
杂质、温度、物质决定的扩散系数来规定。一般，硅片工艺中作为掺杂原子的常用磷（P）、砷（As）、硼（B）。向硅片扩散磷、砷杂质时，可使硅片成为n型，而扩散硼质质时，将成为p型。
1.基本知识概述 2.分类、命名、标识、结构 3.制程及工艺 4.基本特性 5.应用 6.常见失效模式及案例分析 7.Derating标准及其测试方法
1.1 MOSFET的基本知识
1.1.1概述
场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。这种器件不仅兼有体积小、重量轻、耗电省、封装外型脚数少、散热好、寿命长等特点，而且还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单,存在零温度系数工作点等优点，因而大大地扩展了它的应用范围，特别是在大规模和超大规模集成电路得到了广泛的应用。
扩散离子注入
光刻
腐蚀
CVD 金属化氧化
从工作任务来分，可以将芯片工艺归纳为掺杂、图形生成和薄膜生成三类：
1、掺杂依靠扩散或离子注入实现，它是通过控制进入硅基片的杂质类型、浓度、进入区域等因素以形成元件和正常工作的器件的基本工艺。
2、图形生成是为了进行选择性元件形成和配置、元件隔离、元件间布线的图形加工技术。包含光刻和腐蚀技术。
金丝
1、外观 2、抗拉强度
判定标准：
1、金丝粗细均匀，不应有凹凸点.
2、金丝表面干净无污物,无霉点.
制造工艺流程图
功能、系统设计、逻辑设计
系统设计、逻辑设计电路设计、版图设计
硅片材料工程

《场效应晶体管》课件

压力
在制造过程中，压力也是一个重要的参数，它能够影响材料的物理性质和化学反应速度，从而影响晶体管的性能。
时间
时间是制造过程中的另一个重要参数，不同的工艺步骤需要不同的时间来完成，时间过长或过短都可能影响晶体管的性能。
气体流量
在化学气相沉积等工艺中，气体流量是关键的参数之一，它能够影响材料的生长速度和均匀性，从而影响晶体管的性能。
掌握搭建场效应晶体管放大电路的基本技能。
05
06
学会使用示波器和信号发生器测试放大电路的性能。
特性测量实验
实验三：场效应晶体管的转移特性与输出特性测量
分析测量结果，理解场效应晶体管的工作机制。
学习测量场效应晶体管频率响应和噪声特性的方法。
掌握场效应晶体管转移特性和输出特性的测量方法。
实验四：场效应晶体管的频率响应与噪声特性测量
了新的可能。
制程技术优化与突破
制程技术
不断缩小晶体管的尺寸，提高集成度和能效比，同时降低制造成本。
突破
探索新型制程技术，如纳米线、纳米孔等新型器件结构，以提高场效应晶体管的性能和稳定性。
应用领域的拓展与挑战
要点一
应用领域
场效应晶体管的应用领域不断拓展，包括通信、物联网、智能制造、医疗电子等领域。
要点二
挑战
随着应用领域的拓展，对场效应晶体管的性能要求也越来越高，需要不断研究和改进以满足市场需求。
Part
06
实验与习题
基本实验操作
实验一：场效应晶体管的认知与检测
01
02
了解场效应晶体管的基本结构和工作原理。
学习使用万用表检测场效应晶体管的方法。
03
04
实验二：场效应晶体管放大电路的搭建与测试

第二章-场效应管

（4）击穿区当UDS增大到一定程度时，iD骤然增大，
晶体管将被击穿。
2. 转移特性曲线 iD f (uGS ) u DS C
iD /mA
I DSS
5
4 3 2
iD
为保证场效应管正常工作， PN 结必须加反向偏置电压
式中：
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GSoff
i D几乎不变
D G
P
P UDS
UGS
S
uGD<UGSoff（预夹断后）
图3 UDS对导电沟道的影响若uDS继续增大，则uGD<UGSoff，耗尽层闭合部分(即夹断区)将加长。 UDS的增大部分几乎全部降落在夹断区，沟道两端的压降几乎不变，使得iD几乎不变，表现出iD的恒流特性。
3. uGD<uGSoff时，uGS对漏极电流iD的影响（转移特性曲线）
耗尽型： uGS =0 时，有沟道
1. 在uGS=0时，就存在导电沟道（称原始导电沟道）。
2. uGS>=0 uDS>0时，iD>0，且uGS↑→iD↑；
3. uGS减小为负值时，iD↓；当uGS=UGSoff时，iD=0，管子进入截止状态。
iD
iD / mA ＋6 V 4 3 UG S＝＋ 3 V 0V －3V
在uGD<uGSoff的情况下，当uDS为一常量时，对应于确定的uGS，就有确定的iD。此时，可以通过改变uGS来控制 iD的大小。由于漏极电流iD受栅-源电压uGS的控制，故称场效应管为电压控制元件。
三、结型场效应管的特性曲线
1. 输出特性曲线
i D / mA
iD f (u DS ) uGS C

MOS场效应晶体管ppt课件

MOS 场效应晶体管基本结构示意图
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同偏压下的能带图及电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明，该变化的范围并不大。从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多晶体硅作栅电极。

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17
3. 场效应管引脚的识别
场效应管也有三个引脚，分别是栅极(又称控制极)、源极、漏极3个端子。
场效应管可看作一只普通晶体三极管，栅极G 对应基极b，漏极D对应集电极C，源极S对应发射极E。
N沟道对应NPN型晶体管，P沟道对应PNP晶体管。
18
3. 场效应管引脚的识别
直接目测识别
G S
21
④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，
结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω，绝缘栅型场效应三极管, RGS约是109～1015Ω。
⑤ 低频跨导gm 低频跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。(相当于普通晶体管的hEF )，单位是mS(毫西门子)。
⑥ 最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM= VDS ID决定，与双极型三极管的PCM相当。
以防止弯断管脚和引起漏气等。对于功率型场效应管，要有良好的散热条件。因为
功率场效应管在高负荷条件下运用，必须设计足够的散热器，确保壳体温度不超过额定值，以使器件长期稳定可靠地工作。
26
个人观点供参考，欢迎讨论！
2
3
一、场效应管的种类
场效应管有两种: 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS
结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名；绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其他电极完全绝缘而得名。
4
一、场效应管的种类
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。
绝缘栅型场效应管与结型场效应管的不同之处在于它们的导电方式不同。
23
五、使用场效应管的注意事项
1．在设计电路时应注意的问题
管子的实际工作条件，不能超过其最大漏极功耗 PDM 、极限漏极电流ID 、最大漏源电压UDSS等参数的极限值。
要遵守场效应管偏置的极性。如结型场效应管栅源漏之间是P N结，N沟道管栅极不能加正偏压；P沟道管栅极不能加负偏压，等等。
D漏极
G(栅极)
N PP
两边是P区导电沟道
S源极
7
D漏极
G(栅极)
N PP
N沟道结型场效应管
D
D
G
G
S
S
S源极
8
D漏极
G(栅极)
P NN
P沟道结型场效应管
D
D
G
G
S
S
S源极
9
绝缘栅场效应管: 一、结构和电路符号
S G D 金属铝 D
两个N区
N
N
P
G
P型基底 SiO2绝缘层
S
导电沟道
N沟道增强型
22
⑦ 极限漏极电流ID
是漏极能够输出的最大电流，相当于普通三极管的 ICM ，其值与温度有关，通常手册上标注的是温度为25℃时的值。一般指的是连续工作电流，若为瞬时工作电流，则标注为IDM ，这个值通常大于ID 。
⑧ 最大漏源电压UDSS
是场效应管漏源极之间可以承受的最大电压(相当于普通晶体管的最大反向工作电压UCEO )，有时也用UDS表示。
常用电子元器件
-场效应管
1
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（100000000～1000000000Ω）、
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、热稳定性好等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.
10
SG D
N
N
P
预埋了导电沟道
D G
S
N 沟道耗尽型
11
SG D
P
P
N
D
G S
P 沟道增强型
12
SG D
P
P
N
预埋了导电沟道
D
G S
P 沟道耗尽型
13
三、场效应管的识别与检测
1．场效应管外形的识别
塑料封装场效应管
14
金属封装场效应管
15
2．场效应管的符号
16
2．场效应管的符号
在有些大功率MOSFET管中的G-S极间或D-S极间增加了保护二极管，以保护管子不致于被静电击穿，这种管子的电路图符号如图所示。
2 ．场效应管的运输与储存
由于输入阻抗极高，在运输、贮藏中必须将引脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿，同时注意防潮。
24
3．使用场效应管时必须注意
为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好接地；
在焊接管脚时，先焊源极；在连入电路之前，管子的全部引线保持互相短接状
20
四、场效应管的主要参数
① 开启电压VGS(th) (或VT) 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于
开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。
② 夹断电压VGS(off) (或VP) 夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VGS(off) 时,漏
极电流为零。
③ 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当VGS=0时所对应的漏极电流
若按导电方式来划分，
绝缘栅型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。
5
场效应晶体管的种类
FET 场效应管
JFET 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道型
N沟道 P沟道
6
二、场效应管的原理
结型场效应管:
一、结构
基底：N型半导体
G
D
D
S
S
散热片
散热片
19
4. 场效应管引脚的检测
1.结型场效应晶体管栅极的判断
2. 场效应晶体管好坏的判断先用MF10型万用表R*100KΩ挡（内置有15V电池），
把负表笔（黑）接栅极（G），正表笔（红）接源极（S）。给栅、源极之间充电，此时万用表指针有轻微偏转。再该用万用表R*1Ω挡，将负表笔接漏极（D），正表笔接源极（S），万用表指示值若为几欧姆，则说明场效应管是好的。
态，焊接完后才可把短接线去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体
接地(如采用接地环等)；如果能采用静电电烙铁来焊接场效应管是比较方便
的，并且可以确保安全；不能带电插拔。
25
4．场效应管的安装
注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件；管脚引线在弯曲时，应在距离根部5 mm外进行，