什么是场效应管的夹断电压-夹断电压的作用以及测试

什么是场效应管的夹断电压和开启电压?

概念:场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件。

特点:具有输入电阻高（100000000～1000000000Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。

Up — 夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。

Ut — 开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。

场效应管是靠叫做“导电沟道”的机制导电的，通俗的讲，该沟道越宽，导电能力越强（即电阻越小），宽度为0，则不导电。有两种类型的场效应管：增强型和耗尽型。增强型的在栅源电压小于一定值时是没有导电沟道的（宽度为0），大于该值时才导电，这就是开启电压。耗尽型的在栅源电压=0时就已经存在非0宽度的导电沟道，而随着栅源电压的降低，沟道宽度越来越小，当沟道宽度=0时对应的栅源电压就称为夹断电圧。

场效应管夹断电压的作用及测试

1.夹断电压Vp是场效应管的重要参数

场效应管夹断电压：夹断电压[1]是指结型场效应管在漏源电压UDS为某一固定数值时，使漏极电流iD接近于零（常取iD=50μA)的栅源电压。为了说明Vp参数的重要性，下面对场效应管工作区域的特点做简单的分析。

场效应管夹断电压

1.1 饱和区是场效应管常用的工作区域

图1是结型场效应管的输出特性曲线，它反映的是以栅源电压UGS为参变量，漏极电流与漏源电压uDs之间的关系，其函数关系为iD=f(uDs)|uGS=常数，由图1可以看出，场效应管的工作情况可分为三个区域。

1.1.1 可变电阻区

可变电阻区是指特性曲线AO虚线以左的区域，它表示管子导电沟道在预夹断以前，漏源电压和漏极电流之间的关系。工作在此区域内的结型场效应管可看作一个由电压控制的可变电阻。

1.1.2 饱和区

饱和区又称恒流区或线性区，是虚线AO与虚线CB之间的区域，它反映的是场效应管在预夹断到全夹断过程中，漏极电流和栅源电压、漏源电压之间的关系。其特点是iD只受uGs的控制而几乎与uDs无关，具有恒流特性，是场效应管作为放大器件使用时的工作区域。

1.1.3 击穿区

击穿区是指CB虚线以右的区域，它表明当UDS增加到某值时，栅漏极间的PN结发生反向击穿，使电流iD随uDs增加而剧增，场效应管失去正常工作状态，是应当禁止出现的区域。上面分析了场效应管三个区域的特点，在一般情况下，场效应管都作为放大器件使用，所以必须保证场效应管可靠地工作在饱和区，以达到用uGs控制iD的效果。

1.2 可变电阻区与饱和区的分界

由图1可知，场效应管的可变电阻区与饱和区之间是连续变化的过程，中间没有断点。为了划分它们之间的界线，在实际运用中，引入“预夹断”[2]的概念，就是从预夹断点以后到全夹断的过程就是饱和区。也就是说“预夹断点”就是可变电阻区与饱和区的分界点。根据场效应管的工作原理，当管子进入预夹断状态时uGs、uDs、Vp之间有如下关系uDs=uGs-Vp.知道uDS和uGs.由此式即可确定预夹断点电压。

2.测试方法

场效应管夹断电压：测试原理描述-图2是一个测量场效应管夹断电压的原理图。根据场效应管转移特性曲线iD=f(uGs)|uGS=常数，先将漏源之间的电压uDs固定为某一个数值，然后改变栅极电压uGs.记下与之相对应的iD数值。当改变uGs.使iD接近零时，此时的uGs电压就是夹断电压Vp.对于N沟道器件，Vp是负值；对P沟道器件，Vp是正值。如果把uGs与iD的对应关系在坐标纸上描绘出来，就是场效管的特性曲线。

3.注意事项

栅源电压的极性不能接反，否则，因PN结处于正偏压而烧坏管子。测试点取值要合理，既不能过多，也不能过少，点与点的间隔要均匀，否则将无法准确反映管子的内在特征。特别是在临近预夹断时，iD微小，要仔细观察iD随uGs的变化情况。

4.结论

场效应管作为放大器件，必须工作在饱和区。场效应管的重要参数夹断电压Vp可以用实验的方法测量出来，有了Vp就可以确定饱和区域，再通过具体电路的合理设置，使场效应管工作在饱和区的中心位置。

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