場效應管的用途非常廣泛,現在一些大規模集成電路中都是采用的mos管,即場效應管,基本功能和BJT三極管一樣都是開關和放大,BJT三極管可以使用的地方,基本上它都能用,并且在有些地方表現要比三極管更加出色。
場效應管放大作用
場效應管和BJT三極管雖同為半導體放大器件,卻比三極管有很多優點,比如輸入電阻很高,對信號源幾乎不取電流,這很有利于輸入信號的穩定,是作為輸入級放大的理想器件,并且還有噪聲低,溫度穩定性好等優點,常常用于音頻放大電路的前置放大器,但由于它是一種電壓控制電流器件,由柵源之間的電壓控制漏極電流,放大系數低頻跨導一般不大,所以放大能力較差。
場效應管的開關作用
場效應管作為電子開關使用時,由于只靠多子導電,不存在如BJT三極管因基極電流引起的電荷儲存效應,所以MOS管的開關速度要比三極管快,作為開關管經常用于高頻大電流場合,比如開關電源中用到的MOS管就是工作在高頻大電流狀態。
場效應管開關和BJT三極管開關相比可以在很小的電壓和電流下工作,更容易集成在硅片上,所以在大規模集成電路中有很廣泛的應用。
場效應管的主要作用是放大、恒流、阻抗變換、可變電阻和電子開關等。
(1)放大
場效應管具有放大作用。如圖4-29所示為mos場效應管放大器,輸入信號Ui經CI耦合至場效應管VT的柵極,與原來的柵極負偏壓相疊加,使其漏極電流I1,相應變化,并在負載電阻RD上產生壓降,經C2隔離直流后輸山,在輸出端即得到放大了的信號電壓UO。In與Ui同相,UO與Ui反相。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)恒流
場效應管可以方便地構成恒流源,電路如圖4-30所示。恒流原理足如果通過場效應管的漏極電流ID因故增大,源極電阻Rs上形成的負柵壓也隨之增大,迫使ID回落,反之亦然,使ID保持恒定。恒定電流Il,式中UP為場效應管夾斷電壓。
(3)阻抗變換
場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。如圖4-31所示為場效應管源極輸出器,電路結構與晶體三極管射極跟隨器類似,但由于場效應管是電壓控制型器件,輸入阻抗極高,因此場效應管源極輸出器具有更高的輸入阻抗Zi和較低的輸出阻抗Zo,常用于多級放大器的高阻抗輸入級作阻抗變換。
(4)可變電阻
場效應管可以用作可變電阻。如圖4-32所示為自動電平控制電路,當輸入信號Ui增大導致u。增大時,由Uo經二極管VD負向整流后形成的柵極偏壓一UG的絕對值也增大,使場效應管VT的等效電阻增大,Ri與其的分壓比減小,使進入放大器的信號電壓減小,最終使Uo保持基本不變。
(5)電子開關
場效應管可以崩作電子開關。如圖433所示為直流信號調制電路,場效應管VT1、VT2工作于開關狀態,其柵極分別接人頻率相同、相位相反的方波電壓。當VT1導通VT2截止時,Ui向C充電;當VT1截止VT2導通時,c放電;其輸出Uo。便是與輸入直流電壓ui相關的交變電壓。
使用場效應管時有哪些注意事項?
場效應管較三極管嬌弱,使用不當很容易損壞,因此使用時應特別注意以下事項。
①應根據不同的使用場合選用適當型號的場效應管。常用場效應管的主要用途見表3-8。
②場效應管,尤其是絕緣柵場效應管,輸人阻抗非常高,不用時應將各電極短接,以免柵極感應電荷而損壞管子。
③結型場效應管的柵源電壓不能接反,但可在開路狀態下保存。
④為了保持場效應管的高輸入阻抗,管子應注意防潮,使用環境應干燥。
⑤帶電物體(如電烙鐵、測試儀表)與場效應管接觸時,均需接地,以免損壞管子。特別是焊接絕緣柵場效應管時,還要按源極—柵極的先后次序焊接,最好斷電后再焊接。電烙鐵功率以15~30W為宜,一次焊接時間不應超過10s。
⑥絕緣柵場效應管切不可用萬用表測試,只能用測試儀測試,而且要在接入測試儀后,才能去掉各電極短路接線。取下時,則應先短路各電極后再取下,要避免柵極懸空。
⑦使用帶有襯底引線的場效應管時,其襯底引線應正確連接。