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平尚电子元器件的基本知识——电子三极管


   在弗莱明为改进无线电检波器而发明二极管的同时,美国物理学博士弗雷斯特也在潜心研究检波器。正当他的研究步步深入时,传来了英国的弗莱明发明成功真空二极管的消息,使他大受震动。是改弦易辙还是继续下去呢?他想到弗莱明的二极管可用于整流和检波,但还不能放大电信号。于是,德弗雷斯特又经过两年的研制,终于改进了弗莱明的二极管,作出了新的发明。在二极管的阴极和阳极中间插入第三个具有控制电子运动功能的电极(棚极)。棚极上电压的微弱信号变化,可以调制从阴极流向阳极的电流,因此可以得到与输入信号变化相同,但强度大大增加的电流。这就是德弗雷斯特发明的三极管的“放大”作用。
 
MOS场效应管
即金属-氧化物-半导体型场效应管,英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(高可达1015Ω)。它也分N沟道管和P沟道管,符号如图1所示。通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。耗尽型则是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而“耗尽”了载流子,使管子转向截止。
      以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。图1(a)符号中的前头方向是从外向电,表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。当漏接电源正极,源极接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。

    国产N沟道MOSFET的典型产品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均为单栅管),4DO1(双栅管)。它们的管脚排列(底视图)。
   MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高,而栅-源极间电容又小,极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。因此了厂时各管脚都绞合在一起,或装在金属箔内,使G极与S极呈等电位,防止积累静电荷。管子不用时,引线也应短接。在测量时应格外小心,并采取相应的防静电感措施。下面介绍检测方法。
    1.准备工作
    测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。再把管脚分开,然后拆掉导线。
    2.判定电极
    将万用表拨于R×100档,先定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是大,证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S极。    3.检查放大能力(跨导)    将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。
     目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。
VMOS场效应管率才能达到30W
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