制作场效应管功率放大器

（c）N沟道结型场效应管的工作原理
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（d）N沟道结型场效应管的转移特性
Id/mA
当漏源电压Uds保持不变时，漏极电流Id与栅源 电压Ｖgs之间的关系曲线称为场效应管的转移 特性曲线。 当栅极电压Ｖgs=0时的漏源电流用Idss表示， 称为饱和漏极电流。 当Ｖgs变负时，Id逐渐减小，Id接近于零的栅源
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（d） N沟道增强型MOS场效应管的特性曲线
Id Id 预夹断轨迹 可变电 阻区 Ido 恒流区
0
Ｖgs(th) 2Ｖgs(th) Ｖgs
0
截止区
Ｖds
（1）当Ｖgs＝0时，Id＝0， 1 gs 0 Id 0 场效应管截止；
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步骤三：检测常用场效应管
三、检测VMOS场效应管 检测VMOS场效应管 VMOS
1、判定栅极g 将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻。若发现某脚与其 字两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为栅极g， 因为它和另外两个管脚是绝缘的。 2、判定源极s、漏极d 在VMOS场效应管源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电 阻存在差异，可识别源极s与漏极d。交换表笔测两次电阻，其中电阻值较 低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是s极， 红表笔接d极。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
一、结型场效应管（JFET）
2、P沟道结型场效应管
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步骤二：了解场效应管的工作原理
二、绝缘栅场效应管（MOSFET）
1、N沟道增强型MOS场效应管 用一块掺杂浓度较低的P型硅片作为 衬底，在它上面扩散出两个高掺杂浓 （a） 结 构 度的N区，分别引出源极s与漏极d。 在硅片表面覆盖二氧化硅绝缘层，再 从绝缘层上引出栅极g，由于栅极与 其他电极相互绝缘，所以称为绝缘栅 场效应管。
（b）电路符号
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步骤二：了解场效应管的工作原理
漏极电源电压Vds一定时，如果栅极 电压越负，PN结交界面所形成的耗 尽层就越厚，则漏、源极之间的导电 沟道越窄，漏极电流Id就愈小；反之， 如果栅极电压没有那么负，则沟道变 宽，Id变大。 Id 用栅极电压Vgs可以控制漏极电流 用栅极电压 可以控制漏极电流Id 可以控制漏极电流 的变化（场效应管是电压控制元件）。 的变化（场效应管是电压控制元件）。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（b）电路符号 （c）工作原理 N沟道耗尽型MOS场效应管在制造时已 有导电沟道，只需漏源电压Ｖds＞0时，便可 有漏极电流Id。栅源电压Ｖgs的控制作用则 主要是利用Ｖgs＜0时所产生的负电场削弱正 离子电场，使感应电荷减少，N型导电沟道变 窄，从而达到控制漏极电流Id的目的。同样， N沟道耗尽型MOS场效应管也允许在Ｖgs＞0 的情况下工作，此时Id将更大。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（b）电路符号 （c）工作原理 结型场效应管是利用Ｖgs控制PN结耗尽层 的宽度，从而改变导电沟道的宽度，来达到控 制漏极电流Id的目的。而绝缘栅场效应管则是 利用Ｖgs来控制衬底中“感应电荷”的多少， 从而改变导电沟道的大小，达到控制漏极电流 Id的目的。
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步骤三：检测常用场效应管
二、检测MOS场效应管 检测MOS场效应管 MOS
2、估测放大能力（跨导）
将栅极g悬空，黑表笔接漏极d，红表笔接源极s，手握螺丝刀的绝缘 柄，用金属杆去碰触栅极（以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极 击穿），表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极g1、g2， 可分别触碰g1、g2极，其中表针向左侧偏转幅度较大的为g2极。
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步骤三：检测常用场效应管
二、检测MOS场效应管 检测MOS场效应管 MOS
1、管脚识别
将万用表拨于R×100档，首先确定栅极，若某脚与其它脚的电阻正反测 都无穷大，证明此脚就是栅极g。测量其余两个引脚，d-s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，黑表笔接的为漏极d，红表笔接的 是源极s。日本生产的SK系列产品，源极s与管壳接通，据此很容易确定源极。
二、绝缘栅场效应管（MOSFET）
4、P沟道耗尽型绝缘栅场效应管
Id d Ｖgs(OFF) Ｖgs B Id Ｖds
Idss
s (a)电路符号 (b)转移特性 (c)输出特性
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步骤二：了解场效应管的工作原理
常见场效应管实物图
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项目三：制作场效应管功率放大器
任务一：认识场效应管
任务二：选择制作场效应管功率放大器电路
任务三：安装与调试Pass F5场效应管功率放大器
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任务一：认识场效应管
本任务内容提要： 本任务内容提要：介绍场效应管的分类、场 效应管的结构与工作原理、场效应管的检测 技巧及注意事项。 学 习 目 的：通过本任务的学习，读者能 掌握场效应管的基本分类与结构原理，能熟 练地检测各种场效应管。
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项目三：制作场效应管功率放大器
本项目内容提要： 本项目内容提要：从认识场效应管、选择制 作场效应管功率放大器电路、安装与调试场 效应管功率放大电路三个方面对制作场效应 管功率放大器的全过程进行比较详细的介绍。 学 习 目 的：通过本项目的学习，读者能 自己动手制作一台场效应管功率放大器。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
一、结型场效应管（JFET）
1、N沟道结型场效应管 在一块N型半导体两侧，做 出两个高浓度P型区，将其用 连接起来引出一个电极，称 为栅极g。在N型半导体的一 端引出源极s，另一端引出漏 极d，构成N沟道结型场效应 管。图中P型区与N型区的交 界处形成两个PN结，即耗尽 层。 （a）结构图
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步骤二：了解场效应管的工作原理
三、场效应管的主要参数
4、击穿电压ＢＶ 、击穿电压ＢＶds ＢＶ 表示场效应管漏、源极间所能承受的最大电压，即漏极饱和电流开始上升进 入击穿区时对应的Ｖds，一般称为场效应管的耐压。 ds 5、直流输入电阻Rgs 、直流输入电阻 在一定的栅源电压下，栅、源极之间的直流电阻。结型场效应管的Rgs可达 109欧，而绝缘栅场效应管的Rgs可达1015欧。 6、低频跨导gm 、低频跨导 场效应管中漏极电流Id的变化量与引起这个变化的栅源电压Ｖgs变化量之比， 称为跨导gm，即gm= △Id/△Ｖgs。跨导的常用单位是毫西门子（mS）。
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步骤三：检测常用场效应管
三、检测VMOS场效应管 检测VMOS场效应管 VMOS
3、测量漏-源通态电阻Rds（on） 将g-s极短路，选择万用表的R×1档，黑表笔接s极，红表笔接d极，阻值 应为几欧至十几欧。由于测试条件不同，测出的Rds（on）值比手册中给出的 典型值要高一些。 4、检查跨导 将万用表置于R×1k（或R×100）档，红表笔接s极，黑表笔接d极， 用手去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高。 提示：除贴片元件及个别型号VMOS管外，现在市售的场效应管一般都采 取了防静电措施，可以不考虑静电影响。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（d）N沟道耗尽型绝缘栅场效应管特性曲线
Id/mA Id/mA 4 3 Idss 2 1 Ｖgs(OFF) 0 Ｖgs/v 0 5 10 15 1v
Ｖgs=0v
Idss
－1v －2v －3v 20 Ｖds/v
图中使漏极电流Id＝0时的Ｖgs称为夹断电压，用符号Ｖgs(OFF)表 示，Idss为漏极饱和电流。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
二、绝缘栅场效应管（MOSFET）
2、N沟道耗尽型MOS场效应管 （a）结构 N沟道耗尽型MOS场效应管与增 强型MOS场效应管的区别是在制造管 子时，通过工艺使绝缘层中出现大量 正离子，故在衬底中能感应出较多的 负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N ＋区接通，形成了导电沟道。
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步骤三：检测常用场效应管
一、检测结型场效应管
2、估测放大能力 将万用表拨到R×100档，红表笔接源极s，黑表笔接漏极d，相当于给 场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是d-s极间电阻值。然 后用手指捏栅极g，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子 的放大作用，Ｖds和Id都将发生变化，也相当于d-s极间电阻发生变化，可 观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子 的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。
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步骤三：检测常用场效应管
一、检测结型场效应管
1、管脚识别 将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向 电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为几kΩ时，则这两个管脚 为漏极d和源极s（可互换），余下的一个管脚即为栅极g。 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电 极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效 应管，黑表笔接的也是栅极。反之则为P沟道场效应管。
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任务一：认识场效应管
步骤一：了解场效应管的类别
步骤二：了解场效应管的工作原理
步骤三：检测常用场效应管
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步骤一：了解场效应管的类别
增强型 结型 耗尽型 场效应管 增强型 绝缘栅型 耗尽型 P沟道 沟道 N沟道 沟道 P沟道 沟道 N沟道 沟道 P沟道 沟道 N沟道 沟道 P沟道 沟道 N沟道 沟道
步骤二：了解场效应管的工作原理
三、场效应管的主要参数
1、夹断电压Ｖgs(OFF) 、夹断电压Ｖ 耗尽型场效应管中，当Ｖds为某一固定数值，使Id为零时，栅极上所加的偏 压Ｖgs就是夹断电压Ｖgs(OFF)。 gs gs(OFF) 2、开启电压Ｖgs(TH) 、开启电压Ｖ 增强型场效应管中，当Ｖds为某一固定数值，使Id从零开始增大时对应的栅 源电压Ｖgs就是开启电压Ｖgs(TH)。 3、饱和漏电流Idss 、饱和漏电流 耗尽型场效应管中，Ｖgs＝0时，漏源间所加的电压Ｖds大于Ｖgs(OFF)时 的漏极电流称为饱和漏电流Idss。
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二、绝缘栅场效应管（MOSFET）
3、P沟道增强型绝缘栅场效应管
Id Ｖgs(TH) d Ｖgs B Ｖds Id
s (a)电路符号 (b)转移特性 (c)输出特性
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（2）当Ｖgs增大到某一电压Ｖgs(TH)时，感应电荷将连通两个高浓度N+区， 只要在漏源极间加上合适电压Ｖds，就可产生漏极电流Id，但Id极小，场效应管 此时的工作状态称为“预夹断”，Ｖgs(TH)称为增强型场效应管的开启电压； （3）当Ｖgs＞Ｖgs(TH)时，感应电荷形成的导电沟道将两个高浓度N+区完全 连通，沟道电阻变小，只要Ｖds合适，漏极电流Id将随Ｖgs增大而上升，场效 应管进入放大区。
Idss
Vgs(OFF)
0
Vgs/V
极电压称为夹断电压，用Ｖgs(OFF)表示。
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步骤二：了解场效应管的工作原理
（e）N沟道结型场效应管的输出特性
当栅源电压Ｖgs保持不变时，漏极电流 Id与漏源电压Ｖds之间的关系曲线称为 场效应管的输出特性曲线。 结型场效应管的输出特性曲线可以划 分为四个区：可变电阻区、恒流区、 击穿区和截止区。