場效應管的概念

　　場效應晶體管（FieldEffectTransistor縮寫（FET））簡稱場效應管。主要有兩種類型（junctionFET—JFET）和金屬-氧化物半導體場效應管（metal-oxidesemiconductorFET，簡稱MOS-FET）。由多數載流子參與導電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。

　　場效應管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，并以此命名。

　　場效應管特點

　　（1）場效應管是電壓控制器件，它通過VGS（柵源電壓）來控制ID（漏極電流）；

　　（2）場效應管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻（10～10Ω）很大。

　　（3）它是利用多數載流子導電，因此它的溫度穩定性較好；

　　（4）它組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數；

　　（5）場效應管的抗輻射能力強；

　　（6）由于它不存在雜亂運動的電子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。

　　場效應管的參數

　　場效應管的參數很多，包括直流參數、交流參數和極限參數，但普通運用時只需關注以下主要參數：飽和漏源電流IDSS夾斷電壓Up，（結型管和耗盡型絕緣柵管，或開啟電壓UT（加強型絕緣柵管）、跨導gm、漏源擊穿電壓BUDS、最大耗散功率PDSM和最大漏源電流IDSM。

　　（1）飽和漏源電流

　　飽和漏源電流IDSS是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中，柵極電壓UGS＝0時的漏源電流。

　　（2）夾斷電壓

　　夾斷電壓UP是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中，使漏源間剛截止時的柵極電壓。如同4-25所示為N溝道管的UGS一ID曲線，可明白看出IDSS和UP的意義。如圖4-26所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

　　（3）開啟電壓

　　開啟電壓UT是指加強型絕緣柵場效應管中，使漏源間剛導通時的柵極電壓。如圖4-27所示為N溝道管的UGS-ID曲線，可明白看出UT的意義。如圖4-28所示為P溝道管的UGS-ID曲線。

　　（4）跨導

　　跨導gm是表示柵源電壓UGS對漏極電流ID的控制才能，即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。9m是權衡場效應管放大才能的重要參數。

　　（5）漏源擊穿電壓

　　漏源擊穿電壓BUDS是指柵源電壓UGS一定時，場效應管正常工作所能接受的最大漏源電壓。這是一項極限參數，加在場效應管上的工作電壓必需小于BUDS。

　　（6）最大耗散功率

　　最大耗散功率PDSM也是—項極限參數，是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。運用時場效應管實踐功耗應小于PDSM并留有—定余量。

　　（7）最大漏源電流

　　最大漏源電流IDSM是另一項極限參數，是指場效應管正常工作時，漏源間所允許經過的最大電流。場效應管的工作電流不應超越IDSM。

　　場效應管的作用

　　1、場效應管可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

　　2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

　　3、場效應管可以用作可變電阻。

　　4、場效應管可以方便地用作恒流源。

　　5、場效應管可以用作電子開關。

　　場效應管在電路中如何控制電流大小

　　MOS管是電壓控制器件，也就是需要使用電壓控制G腳來實現對管子電流的控制。

　　一般市面上最常見的是增強型N溝通MOS管，你可以用一個電壓來控制G的電壓，MOS管導通電壓一般在2-4V，不過要完全控制，這個值要上升到10V左右。給你推薦一種方法。

　　基本方法：用一個控制電壓（比較器同相輸入端）和一個參考電壓（比較器反相輸入端），同時進入電壓比較器（比較器電源接正12V和地，比如LM358當比較器），比較器的輸出經過5.1K電阻上拉后接G腳，如果控制電壓比參考電壓高，則控制MOS管導通輸出電流。

　　參考電壓可以來自于采樣電阻，也就是在NMOS的S極接一個大功率小電阻后接地，這個電阻做電流采樣，當電流流過電阻后會形成電壓，把它放大處理后做參考。

　　剛開始的時候，電流很小，所以控制電壓比參考電壓高很多，這時候G腳基本上都加了12V，可以使管子迅速導通，在很短時間后，當電流增大逐步達到某個值時，參考電壓迅速上升，與控制電壓接近并超過時，比較器就輸出低電平（接近0V）使管子截止，電流減小。然后電流減少后，參考電壓又下去，管子又導通，電流又增大。然后周而復始。

　　如果你用D/A輸出代替控制電壓，則可以獲得對MOS管的精確控制，我們以前實現過輸出范圍10-2000mA，步進1mA，輸出電流精度正負1mA的水平。