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平尚電子元器件的基本知識——電子三極管


   在弗萊明為改進無線電檢波器而發明二極管的同時,美國物理學博士弗雷斯特也在潛心研究檢波器。正當他的研究步步深入時,傳來了英國的弗萊明發明成功真空二極管的消息,使他大受震動。是改弦易轍還是繼續下去呢?他想到弗萊明的二極管可用于整流和檢波,但還不能放大電信號。于是,德弗雷斯特又經過兩年的研制,終于改進了弗萊明的二極管,作出了新的發明。在二極管的陰極和陽極中間插入第三個具有控制電子運動功能的電極(棚極)。棚極上電壓的微弱信號變化,可以調制從陰極流向陽極的電流,因此可以得到與輸入信號變化相同,但強度大大增加的電流。這就是德弗雷斯特發明的三極管的“放大”作用。
 
MOS場效應管
即金屬-氧化物-半導體型場效應管,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),屬于絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,因此具有很高的輸入電阻(高可達1015Ω)。它也分N溝道管和P溝道管,符號如圖1所示。通常是將襯底(基板)與源極S接在一起。根據導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態,加上正確的VGS后,多數載流子被吸引到柵極,從而“增強”了該區域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉向截止。
      以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴散區N+和漏擴散區N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內部連通,二者總保持等電位。圖1(a)符號中的前頭方向是從外向電,表示從P型材料(襯底)指身N型溝道。當漏接電源正極,源極接電源負極并使VGS=0時,溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當VGS大于管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時,N溝道管開始導通,形成漏極電流ID。

    國產N溝道MOSFET的典型產品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均為單柵管),4DO1(雙柵管)。它們的管腳排列(底視圖)。
   MOS場效應管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又小,極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起,或裝在金屬箔內,使G極與S極呈等電位,防止積累靜電荷。管子不用時,引線也應短接。在測量時應格外小心,并采取相應的防靜電感措施。下面介紹檢測方法。
    1.準備工作
    測量之前,先把人體對地短路后,才能摸觸MOSFET的管腳。在手腕上接一條導線與大地連通,使人體與大地保持等電位。再把管腳分開,然后拆掉導線。
    2.判定電極
    將萬用表撥于R×100檔,先定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是大,證明此腳就是柵極G。交換表筆重測量,S-D之間的電阻值應為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那一次,黑表筆接的為D極,紅表筆接的是S極。日本生產的3SK系列產品,S極與管殼接通,據此很容易確定S極。    3.檢查放大能力(跨導)    將G極懸空,黑表筆接D極,紅表筆接S極,然后用手指觸摸G極,表針應有較大的偏轉。雙柵MOS場效應管有兩個柵極G1、G2。為區分之,可用手分別觸摸G1、G2極,其中表針向左側偏轉幅度較大的為G2極。
     目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護二極管,平時就不需要把各管腳短路了。
VMOS場效應管率才能達到30W
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