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三极管与场效应管的区别,晶体三极管与场效应管的检测区分

2017年05月27日 15:39 网络整理 作者: 用户评论(0

  场效应管是在三极管的基础上而开发出来的。三极管通过电流的大小控制输出,输入要消耗功率。场效应管是通过输入电压控制输出,不消耗功率。

  场效应管和三极管的区别是电压和电流控制,但这都是相对的。电压控制的也需要电流,电流控制的也需要电压,只是相对要小而已。就其性能而言,场效应管要明显优于普通三极管,不管是频率还是散热要求,只要电路设计合理,采用场效应管会明显提升整体性能。

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  简单讲一下场效应管和三极管的区别

  1、三极管是双极型管子,即管子工作时内部由空穴和自由电子两种载流子参与。场效应管是单极型管子,即管子工作时要么只有空穴,要么只有自由电子参与导电,只有一种载流子;

  2、三极管属于电流控制器件,有输入电流才会有输出电流; 场效应管属于电压控制器件,没有输入电流也会有输出电流;

  3、三极管输入阻抗小,场效应管输入阻抗大;

  4、有些场效应管源极和漏极可以互换,三极管集电极和发射极不可以互换;

  5、场效应管的频率特性不如三极管;

  6、场效应管的噪声系数小,适用于低噪声放大器的前置级;

  7、如果希望信号源电流小应该选用场效应管,反之则选用三极管更为合适。

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  场效应管是场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)的简称。它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、受温度和辐射影响小等优点,特别适用于高灵敏度和低噪声的电路,现已成为普通晶体管的强大竞争者。

  普通晶体管(三极管)是一种电流控制元件,工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,所以被称为双极型晶体管;而场效应管(FET)是一种电压控制器件(改变其栅源电压就可以改变其漏极电流),工作时,只有一种载流子参与导电,因此它是单极型晶体管。

  场效应管和三极管一样都能实现信号的控制和放大,但由于他们构造和工作原理截然不同,所以二者的差异很大。在某些特殊应用方面,场效应管优于三极管,是三极管无法替代的,三极管与场效应管区别见下表。

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  晶体三极管与场效应管的识别检测

  [1] 晶体三极管通常简称为晶体管或三极管,是一种具有两个PN结的半导体器件。晶体三极管是电子电路中的核心器件之一,在各种电子电路中的应用十分广泛。

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  [2] 晶体三极管的文字符号为“VT”,图形符号如图所示。

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  [3] 电流放大系数β是晶体三极管的主要参数之一,是指集电极电流Ic的变化量与基极电流Ib的变化量之比,反映了三极管的放大能力。如图所示,当Ib从40μA上升到60μA时,相应的Ic从6mA上升到9mA,其β=(9-6)&TImes;103/(60-40)=150。

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  [4] 特征频率fT是晶体三极管的另一主要参数。当工作频率超过一定值时,三极管的β值开始下降。β值下降到1时所对应的频率即为特征频率fT。

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  [5] 晶体三极管具有三根管脚,分别是:基极b、发射极e和集电极c,使用中应识别清楚。

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  [6] 晶体三极管的基本工作原理如图示(以NPN型管为例)。当给基极(输入端)输入一个较小的基极电流Ib时,其集电极(输出端)将按比例产生一个较大的集电极电流Ic,这个比例就是三极管的电流放大系数β,即Ic=βIb。集电极电流和发射极电流受基极电流的控制,所以晶体三极管是电流控制型器件。

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  [7] 检测晶体三极管时,万用表置于“R&TImes;1k”挡。先用黑表笔接某一管脚,红表笔分别接另外两管脚,测得两个电阻值。再将黑表笔换接另一管脚,重复以上步骤,直至测得两个电阻值都很小(NPN管)或都很大(PNP管),这时黑表笔所接的是基极b。

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  [8] 接着,对于NPN管,用红表笔接基极以外的一管脚,左手拇指与中指将黑表笔与基极捏在一起,同时用左手食指触摸余下的管脚,这时表针应向右摆动。将基极以外的两管脚对调后再测一次。两次测量中,表针摆动幅度较大的那一次,黑表笔所接为集电极,红表笔所接为发射极。表针摆动幅度越大,说明被测三极管的β值越大。对于PNP管则对调红、黑表笔测量。

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  [9] 晶体三极管最基本的作用是放大。图示为晶体三极管放大电路,输入信号Ui经C1加至三极管VT基极,使其集电极电流相应变化,并在集电极负载电阻Rc上产生压降,经C2输出。由于输出电压等于电源电压与Rc上压降的差值,因此输出电压Uo与输入电压Ui相位相反。R1、R2为VT的基极偏置电阻。

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  [10] 晶体三极管具有开关作用。图示为驱动发光二极管的电子开关电路,开关管VT的基极由脉冲信号CP控制,当CP=“1”时,VT导通,发光二极管VD发光;当CP=“0”时,VT截止,发光二极管VD熄灭。R为限流电阻。

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  [11] 复合管是由两个或更多三极管按一定规律组合在一起而成。达林顿管即为一种复合管,图示为两个NPN型三极管构成的达林顿管,等效为一个高β值的晶体三极管,β=β1·β2。达林顿管也可由两个PNP管,或一个PNP管和一个NPN管构成。

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  [12] 带阻三极管是一种内部包含有一个或几个电阻的晶体三极管,近年来在家用电器和音像设备中应用较多。图示为较常见的两种带阻三极管内部电路结构。

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  [13] 场效应晶体管通常简称为场效应管,是一种利用场效应原理工作的半导体器件。和普通双极型晶体管相比较,场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等特点,得到了越来越广泛的应用。场效应管的文字符号也为“VT”,图形符号如图所示。

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  [14] 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。

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  [15] 场效应管的基本工作原理如图示(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。

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  [16] 检测结型场效应管时,万用表置于“R&TImes;1k”挡,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数kΩ时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。

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  [17] 估测结型场效应管的放大能力:万用表置于“R&TImes;100”挡,两表笔分别接漏极D和源极S,然后用手捏住栅极G(注入人体感应电压),表针应向左或向右摆动。表针摆动幅度越大说明场效应管的放大能力越大。如果表针不动,说明该管已坏。

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  [18] 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。图示为场效应管源极输出器,其特点是输入阻抗Zi很高、输出阻抗Zo较低,常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。

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  [19] 场效应管可以用作可变电阻。图示为录音机自动电平控制电路,当输入信号Ui增大导致Uo增大时,由Uo经VD负向整流后形成的栅极偏压-UG的绝对值也增大,使场效应管VT的等效电阻增大,R1与其的分压比减小,使进入放大器的信号电压减小,最终使Uo保持基本不变。

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  [20] 场效应管可以方便地用作恒流源,如图所示,如果漏极电流ID因故增大,源极电阻RS上形成的负栅压也随之增大,迫使ID回落,反之亦然,使ID保持恒定。恒定电流ID=|UP|/RS,式中,UP为场效应管夹断电压。

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( 发表人:王增涛 )

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