電子技術基礎與技能主編：王揚帆主審：欒良龍新世紀高職高專教材編審委員會組編電子技術基礎與技能主編：王揚帆主審：欒良龍新世紀高單結晶體管與場效應管的基礎知識單結晶體管與場效應管的標識單結晶體管與場效應管的檢測14.1

14.3

14.2

第14章單結晶體管與場效應管單結晶體管與場效應管的基礎知識單結晶體管與場效應管的標識學習單結晶體管和場效應管的電路符號、結構與分類。了解單結晶體管和場效應管的性能指標，了解它們的特點和主要應用。掌握單結晶體管和場效應管的標識。掌握用萬用表檢測單結晶體管和場效應晶體管的引腳排列及好壞判斷的技能。能用單結晶體管、場效應晶體管完成簡單功能的電路。知識目標技能目標第14章單結晶體管與場效應管學習單結晶體管和場效應管的電路符號、結構與分類。掌握單結14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1.1單結晶體管14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1.1單圖14-114.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-114.1單結晶體管與場效應管的基礎知識單結晶體管可分為N型基極單結晶體管和P型基極單結晶體管兩大類，具有陶瓷封裝和金屬殼封裝等形式，常見單結晶體管外形如圖14-2所示。單結晶體管的文字符號為“V”，電路圖形符號如圖14-3所示。1．單結晶體管的種類14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識單結晶體管可分為N型基極單結晶體管和P型基極單結晶體管兩圖14-2圖14-314.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-2圖14-314.1單結晶體管與場效應管的基礎知

2．單結晶體管的主要性能指標（1）分壓比（2）峰點電壓與電流（3）谷點電壓與電流（4）調制電流（5）耗散功率14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識2．單結晶體管的主要性能指標（1）分壓比（2）峰點電壓與14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

3．單結晶體管的特點和工作原理

⑴單結晶體管最重要的特點是具有負阻特性。

⑵單結晶體管的工作原理如下:以N型基極單結晶體管為例，當發射極電壓UE大于峰點電壓UP時，PN結正向偏置，單結晶體管隨著發射極電流IE的增加，大量空穴從發射極注入硅晶體，導致發射極與第一基極間的電阻急劇減小，其間的電位也就減小，呈現出負阻特性。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識3．單結晶體管單結晶體管的基本作用是組成脈沖產生電路，包括張弛振蕩波形發生器等，并可使電路結構大為簡化。此外，單結晶體管還可用作延時電路和觸發電路。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

4．單結晶體管的作用單結晶體管的基本作用是組成脈沖產生電路，包括張弛振蕩波形14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1.2場效應管場效應晶體管通常簡稱場效應管，是一種利用場效應原理工作的半導體器件，外形如圖14-4所示。和普通雙極型晶體管相比較，場效應管具有輸入阻抗高、噪聲低、動態范圍大、功耗小、易于集成等特點，得到了越來越廣泛的應用。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1.214.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-414.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-414.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

1．場效應管的分類場效應管的種類很多，場效應管主要分為結型場效應管和絕緣柵型場效應管兩大類。按溝道材料分:結型和絕緣柵型場效應管又各分為N溝道和P溝道兩種。絕緣柵型場效應管也叫做金屬氧化物半導體場效應管，簡稱為MOS場效應管，而MOS場效應晶體管又分為N溝道耗盡型,N溝道增強型,P溝道耗盡型和P溝道增強型四大類。場效應管還有單柵極管和雙柵極管之分。雙柵場效應管與單柵場效應管相比，具有兩個互相獨立的柵極G1和G2，從結構上看相當于兩個單柵場效應管串聯而成，其輸出電流的變化受到兩個柵極電壓的控制。雙柵場效應管的這種特性，為其用作高頻放大器、增益控制放大器、混頻器和解調器帶來很大方便。場效應管的文字符號為“VT”，電路圖形符號如圖14-5所示。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識1．場效應管的14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-514.1單結晶體管與場效應管的基礎知識圖14-514.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

2.場效應管的主要性能指標（1）飽和漏源電流（2）夾斷電壓（3）開啟電壓（4）跨導14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識2.場效14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

3.場效應管的工作原理場效應管的基本工作原理如圖14-6所示(以結型N溝道管為例)。由于柵極G接有負偏壓(－UG)，在U附近形成耗盡層。

(1)當負偏壓(－UG)的絕對值增大時，耗盡層增大，溝道減小，漏極電流ＩD減小。

(2)當負偏壓(－UG)的絕對值減小時，耗盡層減小，溝道增大，漏極電流ＩD增大。

(3)場效應管的偏置電壓圖14-614.1單結晶體管與場效應管的基礎知識3.場效14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識和雙極型晶體管一樣，場效應管用于放大等電路時，其柵極也應加偏置電壓。結型場效應管的柵極應加反向偏置電壓，即N溝道管加負向柵壓，P溝道管加正向柵壓;增強型絕緣柵場效應管應加正向柵壓;耗盡型絕緣柵場效應管的柵壓可正可負可為“０”，如表14-1所示。加偏置的方法有固定偏置法、自給偏置法、直接耦合法等。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識和雙極型晶體管14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識

4.場效應管的工作原理場效應管的特點是山柵極電壓UG控制其漏極電流ＩD。和普通雙極型晶體管相比較，具有輸入電阻高(108

Ω～109Ω)、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竟爭者。(1)場效應管的特點14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識4.場效14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識(2)場效應管的應用①場效應管可應用于放大電路。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。14.1單結晶體管與場效應管的基礎知識(2)場效應管14.2單結晶體管與場效應管的標識14.2.1單結晶體管與場效應管的命名第一部分:用字母“B”表示半導體管;第二部分:用字母“T'，表示特種管;第二部分:用數字“3”表示有3個電極第四部分:用數字表示耗散功率;第五部分:用字母表示特性參數分類。1.單結晶體管的命名方法國產單結晶體管的型號命名由5部分組成:B

T

3數字字母14.2單結晶體管與場效應管的標識14.2.1單結14.2單結晶體管與場效應管的標識2.單結晶體管的引腳單結晶體管共有3只引腳，分別是發射極E、第一基極B1，第二基極B2。兩種典型單結晶體管的引腳排列如圖14-7所示。但是，需要說明的是，不同廠家、不同型號的單結晶體管的引腳排列方式不同，所以，我們不能靠簡單的記憶來判定單結晶體管的引腳排列。圖14-714.2單結晶體管與場效應管的標識2.單結晶體管的引腳14.2單結晶體管與場效應管的標識3.單結晶體管的引腳

(1)場效應管的命名我國現行場效應管的命名方法有兩種:第一種命名方法與雙極型二極管相同，第二位字母J代表結型場效應管,O代表絕緣柵場效應管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型層是N溝道;C是N型硅P溝道。例如，3DJ6D是結型N溝道場效應三極管，3DO6C是絕緣柵型N溝道場效應三極管。第二種命名方法是CSXX#,CS代表場效應管,XX以數字代表型號的序號，#用字母代表同一型號中的不同規格。例如CS14A、CS45G等。14.2單結晶體管與場效應管的標識3.單結晶體管的引腳14.2單結晶體管與場效應管的標識

(2)場效應管的識別場效應管一般具有3只引腳(雙柵管有4只引腳)，分別是柵極G、源極S和漏極D,它們的功能分別對應于雙極型晶體管的基極B、發射極E和集電極C。場效應管的源極S和漏極D是對稱的，實際使用中可以互換。常用場效應管的引腳如圖14-8所示，使用中應注意識別。同樣需要說明的是，不同廠家、不同型號的場效應晶體管的引腳排列方式不同，所以，我們不能靠簡單的記憶來判定場效應晶體管的引腳排列，要學會用萬用表判別場效應三極管引腳的方法。14.2單結晶體管與場效應管的標識(2)場效應管的識14.2單結晶體管與場效應管的標識圖14-814.2單結晶體管與場效應管的標識圖14-814.3單結晶體管與場效應管的檢測14.3.1單結晶體管的檢測判斷單結晶體管發射極E的方法是:把萬用表置于“RX100”擋或“RX1k”擋，黑表筆接假設的發射極，紅表筆分別接另外兩極，當出現兩次低電阻時，黑表筆接的就是單結晶體管的發射極。單結晶體管B1和B2的判斷方法是:把萬用表置于"RX100”擋或“RX1k”擋，用黑表筆接發射極，紅表筆分別接另外兩極，兩次測量中，電阻大的一次，紅表筆接的就是B1極，如圖14-9所示。1.單結晶體管各管腳的判別方法14.3單結晶體管與場效應管的檢測14.3.1單14.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-914.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-914.3單結晶體管與場效應管的檢測2.單結晶體管性能好壞的判斷雙基極二極管性能的好壞可以通過測量其各極間的電阻值是否正常來判斷。用萬用表“RX1k"擋，將黑表筆接發射極E，紅表筆依次接兩個基極(B1和B2)，正常時均應有幾千歐至十幾千歐的電阻值，再將紅表筆接發射極E，黑表筆依次接兩個基極，正常時阻值為無窮大，如圖14-10所示。雙基極二極管兩個基極(B1和B2)之間的正、反向電阻值均在2kΩ～10kΩ范圍內，若測得某兩極之間的電阻值與上述正常值相差較大時，則說明該二極管已損壞。14.3單結晶體管與場效應管的檢測2.單結晶體管性能好14.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1014.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1014.3單結晶體管與場效應管的檢測14.3.2場效應管的檢測

MOS場效應管的輸人電阻高，柵極G允許的感應電壓不應過高，所以不要直接用手去捏柵極，必須用手握螺絲刀的絕緣柄，用金屬桿去碰觸柵極，以防止人體感應電荷直接加到柵極，引起柵極擊穿。14.3單結晶體管與場效應管的檢測14.3.2場根據場效應管的PN結正、反向電阻值不一樣的現象，可以判別出結型場效應管的三個電極。具體方法:將萬用表撥在“RX1k”擋上，任選兩個電極，分別測出其正、反向電阻值。當某兩個電極的正、反向電阻值相等，且為幾千歐姆時，如圖14-11所示，則該兩個電極分別是漏極D和源極S。14.3單結晶體管與場效應管的檢測1.用指針式萬用表對場效應管進行判別（1）用測電阻法判別結型場效應管的電極根據場效應管的PN結正、反向電阻值不一樣的現象，可以判別14.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1114.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1114.3單結晶體管與場效應管的檢測因為對結型場效應管而言，漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極G。也可以將萬用表的黑表筆(紅表筆也行)任意接觸一個電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個電極，測其電阻值。當出現兩次測得的電阻值近似相等時，則黑表筆所接觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測出的電阻值均很大，說明是PN結的反向，即都是反向電阻，可以判定是N溝道場效應管，且黑表筆接的是柵極;若兩次測出的電阻值均很小，說明是正向PN結，即是正向電阻，判定為P溝道場效應管，如圖14-12所示。黑表筆接的也是柵極。14.3單結晶體管與場效應管的檢測因為對結型場效應14.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1214.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1214.3單結晶體管與場效應管的檢測（2）測電阻法判別場效應管的好壞測電阻法是用萬用表測量場效應管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極G1與柵極G2之間的電阻值同場效應管手冊標明的電阻值是否相符去判別管的好壞。①將萬用表置于“R×10”或“R×100”擋，測量源極S與漏極D之間的電阻，阻值通常在幾十歐到幾千歐范圍(在手冊中可知，各種不同型號的管，其電阻值是各不相同的)，如果測得阻值大于正常值，可能是由于內部接觸不良;如果測得阻值是無窮大，可能是內部電極斷了。②把萬用表置于“R×10k”擋，再測柵極G1與G2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻值，當測得其各項電阻值均為無窮大，則說明管是正常的;若測得上述各阻值太小或為通路，則說明管是壞的。若兩個柵極在管內斷極，可用元件代換法進行檢測。14.3單結晶體管與場效應管的檢測（2）測電阻法判別場14.3單結晶體管與場效應管的檢測2.用感應信號輸人法估測場效應管的放大能力

(1)用萬用表電阻的“R×100”擋，紅表筆接源極S，黑表筆接漏極D，給場效應管加上1.5V的電源電壓，此時表針指示出的漏源極間的電阻值。

(2)然后用手捏住結型場效應管的柵極G，將人體的感應電壓信號加到柵極上。這樣，由于場效應管的放大作用，漏源電壓VDS和漏極電流Ib都要發生變化，也就是漏源極間電阻發生了變化，由此可以觀察到表針有較大幅度的擺動。如圖14-13所示。如果手捏柵極表針擺動較小，說明管的放大能力較差;表針擺動較大，表明管的放大能力大;若表針不動，說明管是壞的。根據上述方法，我們用萬用表的“R×100"擋，測結型場效應管3DJ2F。先將管的G極開路，測得漏源電阻RDS為600Ω，用手捏住G極后，表針向左擺動，指示的電阻RDS為12kΩ，表針擺動的幅度較大，說明該管是好的，并有較大的放大能力。14.3單結晶體管與場效應管的檢測2.用感應信號輸人14.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1314.3單結晶體管與場效應管的檢測圖14-1314.3單結晶體管與場效應管的檢測運用這種方法時要說明幾點:第一，在測試場效應管用手捏住柵極時，萬用表針有可能向右擺動(電阻值減小)，也可能向左擺動(電阻值增加)。這是由于人體感應的交流電壓較高，而不同的場效應管用電阻擋測量時的工作點可能不同(或者工作在飽和區或者在不飽和區)所致，試驗表明，多數場效應管的RDS增大，即表針向左擺動;少數場效應管的RDS減小，使表針向右擺動。但無論表針擺動方向如何，只要表針擺動幅度較大，就說明管有較大的放大能力。14.3單結晶體管與場效應管的檢測運用這種方法時要說明14.3單結晶體管