场效应管使用注意事项
eeskill 2021-09-15

场效应管是场效应晶体管的简称,具有输入电阻高、噪声小、功耗低、安全工作区域宽、受温度影响小等优点,特别适用于要求高灵敏度和低噪声的电路。场效应管和三极管都能实现信号的控制和放大,但由于它们的结构和工作原理截然不同,所以二者的差别很大。三极管是一种电流控制元件,而场效应管是一种电压控制器件。

1 场效应管的分类

场效应管可分结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)两大类。结型场效应管因有两个PN结而得名;绝缘栅型场效应管则因栅极与其他电极完全绝缘而得名。结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种;绝缘栅型场效应管除有N沟道和P沟道之分外,还有增强型与耗尽型之分。常见场效应管的外形如图1所示,场效应管的分类如图2所示。

图1 常见场效应管的外形

图2 场效应管的分类

2 场效应管的命名法

国产场效应管的型号命名方法有两种:第一种命名方法与普通三极管相同,第一部分用数字3表示主称;第二部分用字母表示材料,D表示P型硅N沟道,C表示N型硅P沟道;第三部分用字母表示管子种类,字母J代表结型场效应管,O代表绝缘栅型场效应管;第四部分用数字表示序号。

例如,3DJ6D表示结型N沟道场效应三极管,3D06C表示绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法采用字母“CS”+“××#”的形式,其中“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,如CS16A、CS55G等。

场效应管在电路原理图中常用字母“Ⅴ”、“VT”表示,在电路原理图中的符号如图3所示。场效应管的图形符号中的箭头,是用来区分类型的。箭头从外指向芯片表示N沟道场效应管;箭头从芯片指向外表示P沟道场效应管。

图3 场效应管的符号

3 场效应管的识别

与三极管一样,场效应管也有三个电极,分别是栅极G、源极S和漏极D。场效应管可看做是一只普通三极管,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型三极管,P沟道对应PNP型三极管)。

场效应管引脚排列位置根据其品种、型号及功能的不同而不同。对于大功率场效应管,如图4(a)所示,从左至右,引脚排列基本为G、D、S极(散热片接D极);采用绝缘底板模块封装的特种场效应管通常有四个引脚,如图4(b)所示,上面的两个通常为两个S极(相连),下面的两个分别为G、D极;采用贴片封装的场效应管,如图4(c)所示,散热片是D极,下面的三个引脚分别是G、D、S极。

图4 场效应管引脚的识别

4 场效应管的检测

4.1 指针式万用表检测场效应管

结型场效应管的源极和漏极一般可互换使用,因此一般只要判别出其栅极G即可。判别时,将万用表置于R×1k挡,任选两电极,分别测出它们之间的正、反向电阻。若正、反向电阻值相等(约几千欧),则该两极为漏极D和源极S,余下的为栅极G。

也可以根据PN结单向导电原理,将万用表置于R×1k挡,将黑表笔接触管子的一个电极,红表笔分别接触管子的另外两个电极,若测得阻值都很小,则黑表笔所接的是栅极,且为N沟道场效应管。对于P沟道场效应管,红表笔接触管子的一个电极,黑表笔分别接触管子的另外两个电极,测得阻值都很小时红表笔所接的是栅极。

检测时,若测得栅极G分别与漏极D、源极S之间均有一个固定阻值,则说明场效应管良好;如果它们之间的阻值趋于零或无穷大,则表明场效应管已损坏。

4.2 数字式万用表检测场效应管

利用数字式万用表不仅能判别场效应管的电极,还可以测量场效应管的放大系数。将数字式万用表调至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沟道管插人NPN插座中,P沟道管插人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”。

5 场效应管使用注意事项

为了安全有效地使用场效应管,使用时应注意以下事项。

(1)使用场效应管之前,必须首先搞清楚场效应管的类型及其电极,必要时应通过仪表进行测试。结型场效应管的S、D极可互换,绝缘栅型场效应管的S、D极一般也可互换,但有些产品S极与衬底连在一起,这时S极与D极不能互换。

(2)在线路设计中,应根据电路的需要选择场效应管的类型及参数,使用时不允许超过场效应管的耗散功率、最大漏源电流和电压的极限值。

(3)各类型场效应管在使用时,都要严格按要求的偏置接人电路中,要注意场效应管偏置的极性。

(4)在安装场效应管时,注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;为了防止管子振动,安装时要将管子紧固;引脚引线在弯曲时,应在大于管子根部尺寸5mm以上处进行,以防止弯断引脚而引起漏气。

(5)对于绝缘栅型场效应管(MOS管),因为栅极处于绝缘状态,感应电荷不容易放掉,而且绝缘层很薄,极易击穿,所以在使用这种类型的场效应管时应注意以下几个问题。

①运输和储藏中必须将引出脚短路或采用金属屏蔽包装,以防外来感应电动势将栅极击穿。拿场效应管时,要拿它的外壳,不要拿它的引脚,因为人体带有少量的电荷,若拿场效应管的引脚,少量的电荷跑到栅极上,会使栅、漏结感应充电,易击穿场效应管。

②焊接用的电烙铁夕卜壳要接地,或者利用烙铁断电后的余热焊接。焊接绝缘栅型场效应管的顺序是:漏极→源极→栅极。拆机时顺序相反。为防止场效应管击穿,在接人电路时,将管子各引线短接,焊接完再将短接线剪掉。

③在焊接前应把电路板的电源线与地线短接,在MOS器件焊接完成后再分开。

④电路板在装机之前,要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子,再把电路板接上。

⑤测试仪器、工作台要良好接地,要采取防静电措施。

⑥MOS场效应管的栅极在允许的条件下,最好接入保护晶体二极管,以防止场效应管栅极被击穿。

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