1.7 场效应管的识别与检测

1.7.1 场效应管的识别

1.场效应管的符号与工作原理

场效应晶体管（Field-EffectTransistor）简称FET，也是一种具有PN结结构的半导体器件，但它与普通半导体三极管的不同之处在于它是电压控制器件。场效应管的输入阻抗高、噪声小、热稳定性好、便于集成，但是容易击穿。

场效应管按其结构不同分为两大类，即绝缘栅型场效应管和结型场效应管。绝缘栅型场效应管由金属、氧化物和半导体制成，简称MOS管。MOS管按其工作状态可分为增强型和耗尽型两种，每种类型按其导电沟道不同又分为N沟道和P沟道两种。结型场效应管按其导电沟道不同也分为N沟道和P沟道两种。场效应管的图形符号如图1-64所示。

场效应管一般具有3个极（双栅管有4个极）：栅极G、源极S和漏极D，它们的功能分别对应于双极型晶体管的基极B、发射极E和集电极C。由于场效应管的源极S和漏极D是对称的，实际使用中可以互换。

场效应管的基本工作原理如图1-65所示（以结型N沟道管为例）。由于栅极G接有负偏压UG，在G附近形成耗尽层。当负偏压UG增大时，耗尽层增大，沟道减小，漏极电流ID减小；当负偏压UG减小时，耗尽层减小，沟道增大，漏极电流ID增大。漏极电流ID受栅极电压的控制，所以场效应管是电压控制器件。

绝缘栅型场效应（MOS）管的输入电阻极高，如果在栅极上感应了电荷，很难泄放，极易将PN结击穿而造成损坏。为避免发生PN结击穿损坏，存放时应将场效应管的3个极短接；不要将它放在静电场很强的地方，必要时可放在屏蔽盒内；焊接时，为了避免电烙铁带有感应电荷，应将电烙铁从电源上拔下；焊进电路后，不能让栅极悬空。

选用场效应晶体管时，应根据应用电路的需要选择合适的管型。例如，彩色电视机的高频调谐器、半导体收音机的变频器等高频电路，应使用双栅场效应晶体管；音频放大器的差分输入电路及调制、放大、阻抗变换、稳流、限流、自动保护等电路，可选用结型场效应管；音频功率放大、开关电源、逆变器、电源转换器、镇流器、充电器、电动机驱动、继电器驱动等电路，可选用功率MOS场效应晶体管。

所选场效应晶体管的主要参数应符合应用电路的具体要求。小功率场效应晶体管应注意输入阻抗、低频跨导、夹断电压（或开启电压）、击穿电压等参数。大功率场效应晶体管应注意击穿电压、耗散功率、漏极电流等参数。

选用音频功率放大器推挽输出用VMOS大功率场效应晶体管时，要求两管的各项参数要一致（配对），要有一定的功率裕量。所选大功率管的最大耗散功率应为放大器输出功率的0.5～1倍，漏源击穿电压应为功放工作电压的2倍以上。

2.场效应管的种类

按照场效应管制作工艺的不同，电热设备中使用的场效应管主要有结型场效应管、绝缘栅型场效应管。

1.7.2 场效应管的检测

1.结型场效应管的检测

对于结型场效应管的检测可以采用在开路状态下检测各引脚间电阻值来进行判别。

①图1-66所示，当前待测的场效应管的引脚从左至右分别为栅极（G）、漏极（D）和源极（S）。

②将万用表接至欧姆挡，设置量程并进行调零校正。

③图1-67所示，采用对调表笔测量的方法测量结型场效应管漏极（D）和源极（S）之间的电阻值。测量时均能测得固定电阻值。正常情况下，漏极（D）和源极（S）之间的正、反向电阻值范围通常在几十欧姆至几千欧姆之间。

④若测得漏极（D）和源极（S）之间的电阻值趋于0，表明管内有击穿短路情况，可断定场效应管已损坏。

⑤接下来若将黑表笔（接万用表负极）接场效应管的漏极（D），红表笔（接万用表正极）接场效应管的源极（S），能够测得一个相对较大的电阻值。此时保持红表笔仍然接源极S，用黑表笔触碰一下栅极（G）后，再回到漏极（D）的引脚上，如图1-68所示，正常情况下应可以看到万用表指针偏至小电阻值方向。

证明触发响应正常，同时可判断出该场效应管为N沟道场效应管。

⑥若将黑表笔（接万用表负极）接场效应管的源极（S），红表笔（接万用表正极）接场效应管的漏极（D），能够测得一个相对较大的电阻值，并采用红表笔触碰栅极（G）的方式可观测到同样的触发现象，则可判断出当前待测的场效应管为P沟道场效应管。

值得说明的是，若在检测时不能确定待测场效应管各引脚的极性则可以通过上述方法进行检验判别，进而得知场效应管的好坏，即当两引脚间对调表笔检测时能够检测到相对固定的电阻值（电阻值范围几十欧姆至几千欧姆），则可判定剩余的引脚为栅极（G），当前万用表所接的两个引脚分别为漏极（D）和源极（S）。通过触发检测的方法可以进一步确定漏极（D）和源极（S）。除此之外，还可以通过对场效应管放大能力的检测来判断其性质的优劣。具体操作方法如图1-69所示，调整万用表欧姆量程，将黑表笔（接万用表负极）接场效应管的漏极（D）引脚上，红表笔（接万用表正极）接场效应管的源极（S）引脚上，可以测得漏极（D）和源极（S）之间的电阻值。此时，如图1-70所示，将手指接在（捏住或按住）场效应管的栅极（G）引脚上，手指接触的瞬间即可看到，万用表的指针会产生一个较大的摆动（向右或向左均可）。这样做实际上就是将人体的感应电压信号加到了栅极（G），然后由于场效应管的放大作用，使得漏极（D）电压和源极（S）电压产生变化，所以，万用表的指针摆动幅度越大，说明场效应管的放大能力越好，反之则放大能力越差。若手指接触栅极（G）时，指针无摆动，则表明所测的场效应管已失去放大能力。正规的检测方法是使用晶体管测试仪。

2.绝缘栅型场效应管的检测

绝缘栅型场效应管也称MOS场效应管，由于绝缘栅型场效应管的输入阻抗很高，而栅极和源极间的电容量非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电。因此，少量电荷就容易在极间电容上形成高压，将绝缘栅型场效应管损坏。所以，对于绝缘栅型场效应管的存放和检测都需要非常小心。通常存放时要将全部引脚短接，使栅极（G）和源极（S）之间保持等电位。在检测时要采取相应的防静电措施。

①检测之前要先将人体与地面短路，除去人体静电，简单的做法是采用手握住连接地面的金属物（如暖气管）的方式或在手腕上接绕一条导线并与大地连通。

②接下来的检测方法与结型场效应管类似，如图1-71所示。

MOS场效应管工作原理：改变G极电压，能改变相应沟道的宽窄，从而调节由D极流向S极电流的大小；G极电压有微小变化，由D极流向S极电流就有较大的变化，这就是MOS场效应管放大原理。

MOS场效应管引脚排列顺序基本相同，在极性判别时，只需先找出D、S极，再按引脚排列顺序找出G极。

将万用表拨至“R×100Ω”挡，测量任意两脚之间的电阻值，只有D、S极之间的电阻值为几十至几千欧姆之间，其中黑表笔接D极，红表笔接S极测得电阻值较小，其余各极间电阻值均为无穷大。

MOS场效应管放大能力检测如图1-72所示。

用万用表“R×100Ω”挡，黑表笔接场效应管D极，红表笔接S极，即给场效应管加上一个1.5V的电源电压（万用表内部电池），这时指针所指示出的是D、S极电阻值。然后用螺丝刀接触场效应管G极，给MOS场效应管输入感应电压（手不需要接触螺丝刀金属部分，而在测量非MOS场效应管时可接触金属部分）到栅极G，由于场效应管的放大作用，在正常时指针有摆动，摆动幅度越大，表明场效应管放大能力越强，若指针摆动幅度小或不摆动，说明场效应管性能不良或损坏。

3.双栅型场效应管的检测

双栅型场效应管有两个栅极G1、G2，在采用手接触栅极（G）来检测放大能力时，用手分别触摸G1和G2（这两个引脚即除D、S外的剩余两引脚）。其中指针向左侧摆动幅度较大时，手所接触的引脚为栅极（G2），剩余的一个引脚则为栅极（G1）。