大功率场效应晶体管的工作原理与使用维修

图１
尽状态，仍无法沟通漏－源V-MOSFET 仍处于截止状态③当VGS达到或超过一 定电压时，P型区表面发生转型形成很 薄的Ｎ型沟道，从而构成了漏－源极间 的导电沟道，使V－MOSFET进入导通 状态，加VDS后就会产生漏极电流ID。 VGS越大，ID也就越大，实现了VGS对 ID的控制作用。
3.2 V－MOSFET的特性曲线 Ｎ沟道增强型MOSFET常采用共源 连接方式电路图如图2与图2对应的特性 曲线如图3输出特性曲线上所划分的三个 工作区分别是：①线性区②饱和区③击 穿区。各工作区特点如下：线性区：漏 电流ID随VDS的变化近似线性变化。饱 和区：ID几乎不随VＤＳ变化，但当VGS 增大时由于沟道电阻减小其饱和电流值 也相应增加所以饱和区为V－MOSFET
全固态发射机中大功率场效应晶体管 的工作原理与使用维修
文丨孙胜柱
摘 要：分析高频大功率场效应晶体管的工作原理、结构特点。ＭＯＳＦＥＴ的存放、使用和测 量方法。
关键词：大功率场效应晶体管； 工作原理； 存放； 使用和测量
１ 高频功率放大器的作用 高频功率放大器是全固态调频与电 视发射机中的一个重要组成部分。其任 务是用来放大由激励器送出的已调波信 号。这个小功率的已调波信号经过一系 列的放大——缓冲级、中间放大级、末 级功率放大级和功率合成后获得足够的 高频功率后，高效率、不失真地经由馈 线送到天线上发射出去。
4.2 使用 ①在取用和安装功放管时，一定要 把人体上积聚的静电放掉，以免感应静 电损坏功放管。②在维修功率放大器时 最好不带电，必须在带电情况维修时 可只加静态电压测量其偏置电压。并在 调整放大器时应先降低电源电压，进行
粗调，然后，再在规定的电压下Baidu Nhomakorabea行细 调。这样就能有效地防止击穿功放管。 在加激励情况下，不能用万用表去测功 放管的栅极或漏极的电压即使测量其结 果也是不准确的，也不能用手去触摸功 放管周围的元器件，防止被高频灼伤或 人体所带静电损坏功放管。③定期检查 功放管输出端负载连接是否牢固可靠， 否则当负载开路或短路时，功放管会由 于过载而损坏。
２ 高频功率放大管的特点 高频功率放大管是组成高频功率放 大器的关键器件，它本身的电气技术指 标的好坏将直接影响着整个功率放大器 的性能。随着电子科技的飞速发展大功 率的场效应晶体管不断问世，为研制生 产大功率等级全固态调频与电视发射机 提供了便利条件。作为功率放大器件的 晶体管与电子管相比具有体积小、重量 轻、耗电省、寿命长、电压低等优点。 目前全固态调频与电视发射机采用了这 种大功率放大管，为广播电视设备向数 字化发展奠定了基础。
4.3 MOSFET的简单测量 BLF177和BLF278的栅源门限电 压在2-4.5v之间，MRF１４８Ａ、 MRF151G的栅源门限电压在15v，漏源 之间在导通状态下的直流电阻为0.2-0.3 欧姆接近于零。在测量管子时可用500型 万用表，它的×10K电阻档内部接有9v电 池，正端为红表笔与电池的负极连接， 负端为黑表笔接电池的正极。测量时应 先检查表笔是否在正确位置。 ①BLF177和BLF278的管脚位置见图
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 通信技术
率放大器的末极常用双推挽MOSFET功
放管如BLF278和MRF151G等，外形图
和电路符号如图5，其中1，2为漏极；
3，4为栅极；5为源极。
４ 大功率ＭＯＳＦＥＴ的存放和使用
4.1 存放
前面介绍的几种常用MOSFET器
图４
件，输入阻抗很高是重要的优点，但也
参数
漏源击穿 电压最小
ＢＬＦ１７７ １１０ ＭＲＦ１４８Ａ １２５ ＢＬＦ２７８ １１０ ＭＲＦ１５１Ｇ １２５
栅－源门 限电压
２－４．５ ５ ２－４．５ １－５
漏源间直流 电阻欧姆
０．２ ０．１－０．３ ０．２ ０．１－０．３
输出 功率（Ｗ）
１５０ ３０ ３００ ３００
功率 增益 Ｂ）
（
Ｄ
栅源电 压最大
图２
图３
的线性放大区。击穿区，当VDS大于某 一电压时，漏极与衬底的PN结发生反 向击穿，ID急剧增加特性曲线进入击穿 区，此时的VDS称为击穿电压，所以在 设计和调整放大器时应避免工作在击穿 区。
3.3 V－MOSFET的特点 由于V－MOSFET的栅极是一个V型 槽生成两个沟道，可提供较大的电流密 度。其特点有：①输入、输出阻抗高， 易实现宽带匹配。②功率增益高，输出 功率大，且驱动小易实现功率控制。 ③漏源击穿电压高，对安全可靠工作有 利。④正向跨导较大，且跨导的线性 好。⑤通频带宽，高频特性好。⑥负电 流温度系数，热稳定性优良。⑦低的导 通电阻，既能提高最大输出功率，又能 保持较低的耗散功率。⑧输入、输出间 的反馈电容小，线路便于设计和调整。 3.4 常用的大功率场效应晶体管主 要技术参数 在全固态调频与电视发射机中， 功率放大器的前级常采用飞利浦公司 生产的BLF177或摩托罗拉公司生产 MRF149A其外形图和电路符号如图4。 其中1是漏极D；3是栅极G；2，4是 源极S。主要技术参数如下表： 在全固态调频与电视发射机中，功
１９
±２０
１８
±４０
１８
±２０
１６
±４０
漏源工 作电压
５０ ５０ ５０ ５０
图５
带来新的问题，因为栅极如果感应有电 荷，就很难释放掉，电荷的积累就会使 电压升高。特别是极间电容比较小的管 子，少量的电荷就可能产生击穿管子的 高电压。为避免这种情况，不能让栅极 悬空，要在栅源极之间保持直流通路， 即使不用时也要用金属线将三个电极短 路的情况下保存。
３ 大功率场效应晶体管 场效应晶体管（FET）用于高频 大功率大多采用金属－氧化物－半导 体场效应晶体管（简称MOSFET）， MOSFET按工作方式分有增强型和耗 尽型两类，而每类又分为N沟道和P沟 道。增强型MOSFET的栅偏压为正；耗 尽型MOSFET的栅偏压为负。现在制造 的管子多数是Ｎ沟道增强型（简称V－ MOSFET）。 3.1 V－MOSFET的工作原理 V－MOSFET在工作时，①当栅－ 源极电压VGS≤0时，栅极下面P型区表 面呈现多子堆积状态，无法沟通漏-源。 V-MOSFET处于截止状态。②当VGS ＞0但较小时栅极下面Ｐ型区表面呈现耗