项目6---场效应管的检测与识别课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目6 场效应管的检测与识别,【项目要求】,学会识别场效应管的种类，熟悉各种场效应管的名称，了解不同类型场效应管的作用，掌握场效应管的检测方法；,【知识要求】,（1）掌握场效应管的种类、作用与识别方法；,（2）掌握各种场效应管的主要参数；,【能力要求】,（1）能用目视法判断、识别常见场效应管的种类，能说出各种场效应管的名称；,（2）对场效应管的标识的主要参数能正确设读，了解其作用和用途；,（3）会使用万用表对各种场效应管进行正确测量，并对其质量进行判断。,项目6 场效应管的检测与识别,1,【,项目实施目标,】,（1）熟悉各种场效应管的类型和用途；,（2）熟悉各种场效应管的形状和规格；,（3）掌握万用表检测场效应管的方法,；,【,项目实施器材,】,（1）电子产品：功率放大器若干台，两人配备一台机器,（2）各种类型、不同规格的新场效应管若干,（3）每两人配备指针万用表1只,【,项目实施步骤,】,（1）识读功率放大器上各种类型的场效应管；,（2）用万用表对电路板上的场效应管进行在线检测,项目实施方法与步骤,项目实施方法与步骤,2,（3）用万用表对与电路板上相同的新场效应管进行离线检测，并分析比较在线与离线检测的结果,【项目考核】,（1）功放上各种类型的场效应管名称；,（2）不同类型场效应管主要指标的识读；,（3）将新的和已损坏的场效应管混合在一起，先进行外观识别，再用万用表进行检测，找出已损坏的元器件，说明其故障类型；,【实训报告】,报告内容应包括项目实施目标、项目实施器材、项目实施步骤、场效应管测量数据和实训体会，并按照下列要求将每次结果填入表中。,项目6-场效应管的检测与识别课件,3,操作1,：功率放大器上场效应管的直观识别,要求：对电路板上各种场效应管进行直观识别，将结果填入表61中；,表61：场效应管的直观识别记录表,序号,场效应管外形,场效应管型号,场效应管材料,场效应管类型,备注,操作1：功率放大器上场效应管的直观识别序号场效应管外形场效应,4,操作2,：场效应管的3个极间的正向电阻和反向电阻,要求：用指针式万用表对场效应管的3个正向电阻、反向电阻进行测量，将结果填入表62。,表62：出纳嘎效应管的正向电阻、反向电阻测量记录表,序号,场效应管型号,管型（结型、绝缘栅型）,漏源的正向电阻,漏源的反向电阻,栅源的电阻,质量判断,操作2：场效应管的3个极间的正向电阻和反向电阻序号场效应管型,5,概述:,（1）场效应管是,电压控制型,半导体器件。特点：输入电阻高（10,7,10,9,欧）、噪声小、功耗低、无二次击穿，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路。,（2）场效应管和三极管一样能实现信号的控制与放大，但构造和原理完全不同，二者差别很大。,（3）普通三极管是,电流控制型,(,i,B,i,C,),元件，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以称为双极性晶体管；场效应管是,电压控制,型器件,(,u,GS,i,D,),，工作时，只有一种载流子参与导电，是单极性晶体管。,项目相关知识,概述:项目相关知识,6,知识1 场效应管的类型、结构、原理,场效应管分,结型、绝缘栅型,两大类。,FET,场效应管,JFET,结型,MOSFET,绝缘栅型,N沟道,P沟道,（耗尽型）,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,知识1 场效应管的类型、结构、原理 FETJFE,7,一、结型场效应管(JFET),（一）结构(以N沟道为例),1、它是在一块,N型半导体,的两边利用杂质,扩散出高浓度的P型区域,用P+表示,形成两个P+N结,。,2、N型半导体的两端引出两个电极，分别称,为,漏极D,和,源极S。,把两边的,P区引出电极,并连在一起称为栅极G,。,3、如果在漏-源极间加上正向电压,N区中的,多子(也就是电子)可以导电。它们从源极,S出发，流向漏极D。电流方向由D指向S，,称为漏极电流I,D,。,4、由于导电沟道是N型的，故称为,N沟道结型,场效应管,。,一、结型场效应管(JFET),8,它的三个电极D、G、S分别与晶体管的C、B、E极相对应。,5、符号：,箭头方向表示PN结的正向电流方向。,（二）工作原理,1、,UD,S,=0时：,V,GS,对导电沟道宽度的影响。,它的三个电极D、G、S分别与晶体管的C、B、E极相对应。5、,9,V,GS,增加，导电沟道变窄，沟道电阻变大。图C夹断，此时，V,GS,=U,P,叫夹断电压。,V,GS,越负，沟道越窄,U,P,称为夹断电压,VGS 增加，导电沟道变窄，沟道电阻变大。图C夹断，此时，V,10,2、U,DS,0，产生I,D,V,GS,越负，沟道越窄,V,GS,I,D,2、UDS0，产生IDVGS越负，沟道越窄VGSID,11,1、结型场效应管的结构和工作原理,（1）场效应管的三个极：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）【闸门、水库、出水口】,（2）N型沟道源极提供电子，电流从漏极源极；,P型沟道源极提供空穴，电流从源极漏极；,（3）N沟道结型场效应管源极与漏极以N型半导体沟道连接，栅极,则是P型半导体，分别由接点接到外围电路。,（4）场效应管工作时对偏置电压要求如下：,栅源加负电压（U,GS,0），栅源间的PN结反偏，栅极电,流（I,G,0），场效应管呈现很高的输入电阻。（10,8,）,漏 源极间加正电压（U,DS,0），使N沟道中的多数载流子,在电场作用下，由源极向漏极漂移，形成漏极电流（i,D,）,漏极电流（i,D,）主要受栅源电压（U,GS,）控制，同时，也受,漏 源电压（U,DS,）的影响。,工作过程分析：先假定U,DS,0。,当U,GS,0沟道较宽，电阻较小；,1、结型场效应管的结构和工作原理,12,当U,GS,0，随着值的增加，在这个反偏电压作用下，两个PN结耗尽层加宽，沟道将变窄，沟道电阻加大。,当U,GS,值大到一定值，耗尽层在夹道中合拢，漏源电阻无穷大，i,D,=0，此时的U,GS,称为夹断电压，用U,P,表示。,上述分析表明：,改变U,GS,的大小，可以有效控制沟道电阻的大小；同时加上U,DS,，漏极电流i,D,将受U,GS,控制，U,GS,值增加，沟道电阻增大，i,D,减小；,U,DS,对i,D,的影响。假定U,GS,不变。,当U,DS,增加时，导电沟道呈稧形，沟道宽度不均匀，在预夹断前，i,D,随U,DS,的增加几乎呈线性地增加。,当U,DS,增加到U,DS,U,GS,U,P,，即U,GD,U,GS,U,DS,U,P,（夹断电压），沟道预夹断，漏极附近的耗尽层在A点处合拢，此时，与完全夹断不同，i,D,0，但此后，U,DS,再增加，i,D,变化不大。,结型场效应管的栅极与沟道之间的PN结是反向偏置的，所以，栅极电流i,G,0，输入电阻很高；,漏极电流受栅源电压U,GS,控制，所以，场效应管是电压控制电流器件；,预夹断前，即U,DS,较小时，i,D,与 U,DS,基本呈线性关系；预夹断后，i,D,趋于饱和；,当UGS0，随着值的增加，在这个反偏电压作用下，,13,项目6-场效应管的检测与识别课件,14,二、绝缘栅型场效应管(MOSFET),（一）N沟道增强型MOS管,结构,四个电极：漏极D，源极S,栅极G,和 衬底B。,（二）工作原理,当,U,GS,=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。,当U,GS,0V时纵向电场，增加U,GS,纵向电场将P区少子电子聚集到P区表面形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流,I,d,二、绝缘栅型场效应管(MOSFET)（一）N沟道增强型M,15,定义：,开启电压(U,T,)-刚刚产生沟道所需的栅源电压U,GS,。,N沟道增强型MOS管的基本特性：,U,GS,U,T,，管子截止；,U,GS,U,T,，管子导通。,U,GS,越大，沟道越宽，在相同的漏源电压U,DS,作用下，漏极电流I,D,越大。,定义：,16,2、绝缘栅型场效应管（MOSFET)的构造与原理,结构,在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，分别作漏极D和源极S。在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极G。在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底接在一起，栅极与源、漏极是绝缘的。,原理,增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背靠背的PN结。当栅-源电压,V,GS,=0时，即使加上漏-源电压V,DS,，而且不论V,DS,的极性如何，总有一个PN结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流,I,D,0。,2、绝缘栅型场效应管（MOSFET)的构造与原理,17,在栅-源极间加上正向电压，即,V,GS,0，则栅极和衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场，这个电场排斥空穴吸引电子。当,V,GS,数值较小，吸引电子的能力不强时，漏-源极之间仍无导电沟道出现。,V,GS,增加，吸引到P衬底表面层的电子就增多，当,V,GS,达到某一数值时，便形成一个N型薄层，且与两个N+区相连通，在漏-源极间形成N型导电沟道。,V,GS,越大，导电沟道越厚，沟道电阻越小。,把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启电压，用,V,T,表示。,N沟道增强型MOS管，在,V,GS,V,T,时，不能形成导电沟道，管,子处于截止状态。只有当,V,GS,V,T,时，,才有沟道形成，此时在漏-源极间加上正,向电压,V,DS,，才有漏极电流产生。而且,V,GS,增大时，沟道变厚，沟道电阻减小，,V,DS,增大。这种必须在,V,DS,V,T,时才能形成导,电沟道的MOS管称为增强型MOS管。,在栅-源极间加上正向电压，即VGS0，则栅极和衬底之间产,18,3、场效应管的主要参数,（1）开启电压,V,T,(MOSFET),通常将刚刚形成导电沟道、出现漏极电流 I,D,时对应的栅源电压称为开启电压，用,V,GS(th),或,V,T。,开启电压,V,T,是,MOS增强型管,的参数。当栅源电压,V,GS,小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。,（2）夹断电压,V,P,(JFET),当,V,DS,为某一固定值（如10V），使 i,D,等于某一微小电流（如50mA）时，栅源极间加的电压即为夹断电压。当,V,GS,V,P,时，漏极电流为零。,（3）饱和漏极电流I,DSS,(JFET),饱和漏极电流I,DSS,是在,V,GS,0的条件下，场效应管发生预夹断时的漏极电流。I,DSS,是结型场效应管所能输出的最大电流。,（4）直流输入电阻R,GS,漏源短路，栅源加电压时，栅源极之间的直流电阻。,结型：R,GS,10,7,；MOS管：R,GS,10,9,10,15,；,3、场效应管的主要参数,19,（5）跨导g,m,漏极电流的微变量与栅源电压微变量之比，即,g,m,I,D,/V,GS,。它是衡量场效应管栅源电压对漏极电流,控制能力的一个参数。g,m,相当于三极管的h,FE,。,（6）最大漏极功耗P,D,P,D,=U,DS,*I,D,，相当于三极管的P,CM,。,项目6-场效应管的检测与识别课件,20,知识2 场效应管的识别与检测,1、场效应管的识别,（1）两种命名方法：,与普通三极管相同，,第三位字母：J：结型场效应管；O：绝缘栅场效应管；,第二位字母：D:P型硅N型沟道；C：N型硅P型沟道；,例：3DJ6D:结型N型沟道场效应管；,3DO6C:绝缘栅型N沟道场效应管；,采用“CS”“XX”,CS：场效应管；,XX：以数字代表型号的序号；,：代表同一型号中的不同规格；,例：CS16A；CS55G,项目6-场效应管的检测与识别课件,21,（2）场效应管外形图,（2）场效应管外形图,22,知识3 场效应管的检测,1、用指针式万用表检测场效应管,场效应管因输入电阻高，栅源间电容非常小，感应少量电荷就会在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），损坏管