【導(dǎo)讀】場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）憑借其獨(dú)特的電壓控制機(jī)制和優(yōu)異的物理特性，在從微小信號(hào)放大到大規(guī)模集成電路集成的廣闊領(lǐng)域中有著重要地位。與傳統(tǒng)的電流控制型雙極性晶體管不同，場(chǎng)效應(yīng)管利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，不僅具備極高的輸入阻抗和對(duì)稱(chēng)的源漏結(jié)構(gòu)，更展現(xiàn)出卓越的溫度穩(wěn)定性和低功耗優(yōu)勢(shì)。本文將深入剖析場(chǎng)效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)、溝道材料及導(dǎo)電方式的精細(xì)分類(lèi)，并重點(diǎn)闡述在實(shí)際工程應(yīng)用中，為確保器件安全可靠運(yùn)行所必須遵循的靜電防護(hù)、偏置規(guī)范及散熱設(shè)計(jì)等關(guān)鍵注意事項(xiàng)，旨在為電子電路的設(shè)計(jì)與維護(hù)提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。
1、場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)
按結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)管分為：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)(簡(jiǎn)稱(chēng)JFET)、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)(簡(jiǎn)稱(chēng)MOSFET)兩大類(lèi)。
按溝道材料：結(jié)型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種。
按導(dǎo)電方式：耗盡型與增強(qiáng)型，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型;P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。
2、場(chǎng)效應(yīng)管與雙極性晶體管的比較
(1)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管;而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。
(2)場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，而晶體管是既利用多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電，由于少數(shù)載流子的濃度對(duì)溫度、輻射等外界條件很敏感，因此，對(duì)于環(huán)境變化較大的場(chǎng)合，采用場(chǎng)效應(yīng)管比較合適。
(3)場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱(chēng)的，可以互換使用，耗盡型MOS管的柵——源電壓可正可負(fù)，因此靈活性比晶體管好。
(4)場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
(5)場(chǎng)效應(yīng)管除了和晶體管一樣可作為放大器件及可控開(kāi)關(guān)外，還可作壓控可變線(xiàn)性電阻使用。
(6)晶體管導(dǎo)通電阻大，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小，只有幾百mΩ，使用場(chǎng)效應(yīng)管做電子開(kāi)關(guān)的效率比晶體管高。
3、場(chǎng)效應(yīng)管使用的注意事項(xiàng)
(1)為了安全地使用場(chǎng)效應(yīng)管，在線(xiàn)路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)管子的耗散功率。最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。
(2)各類(lèi)型場(chǎng)效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接入電路中，要遵守場(chǎng)效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源漏之間是PN結(jié)。N溝道管柵極不能加正偏壓，P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓等等。
(3)MOS場(chǎng)效應(yīng)管由于輸入阻抗極高，所以，在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路。要用金屬屏蔽包裝，以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意，不能將MOS場(chǎng)效應(yīng)管放入塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)同時(shí)也要注意管子的防潮。
(4)為了防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線(xiàn)路本身都必須有良好的接地，管腳在焊接時(shí)，先焊源極;在連入電路之前。管的全部引線(xiàn)端保持互相短接的狀態(tài)，焊接完后才把短接材科去掉，從元器件架上取下管子時(shí)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵焊接場(chǎng)效應(yīng)管是比較方便的，并且可確保安全在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對(duì)不可以把管插入電路或從電路中拔出。以上的安全措施在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)必須注意。
(5)在安裝場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)。注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防止管件震動(dòng)，有必要將管殼體緊固起來(lái)。
(6)對(duì)于功率型場(chǎng)效應(yīng)管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨?chǎng)效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用。必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫度不超過(guò)其額定值。使器件長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠地工作。
總結(jié)
場(chǎng)效應(yīng)管以其電壓控制的靈活性、低導(dǎo)通電阻的高效率以及對(duì)環(huán)境變化的高魯棒性，確立了其在現(xiàn)代電子工業(yè)中優(yōu)于傳統(tǒng)晶體管的地位，尤其是在大規(guī)模集成電路和高精度模擬電路中已成為首選器件。然而，其高輸入阻抗的特性也是一把“雙刃劍”，使得柵極極易受到靜電感應(yīng)和過(guò)壓擊穿的威脅。
