半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管定制

場(chǎng)效應(yīng)管由于它只靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱單極型晶體管。FET 英文為Field Effect Transistor，簡(jiǎn)寫成FET。場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）兩大類。按溝道材料型和絕緣柵型各分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。場(chǎng)效應(yīng)管在功率電子領(lǐng)域具有重要作用，如變頻器、逆變器等，提高電能轉(zhuǎn)換效率。半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管定制

場(chǎng)效應(yīng)管由源極（Source）、漏極（Drain）和柵極（Gate）三個(gè)主要部分組成。在JFET中，柵極和通道之間通過PN結(jié)隔離；而在MOSFET中，柵極和通道之間由一層絕緣材料（通常是二氧化硅）隔離。當(dāng)在柵極施加適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)，會(huì)在柵極下方的半導(dǎo)體中形成一個(gè)導(dǎo)電溝道，從而控制漏極和源極之間的電流流動(dòng)。主要參數(shù)閾值電壓（Vth）：使場(chǎng)效應(yīng)管開始導(dǎo)電的較小柵極電壓。閾值電壓是場(chǎng)效應(yīng)管從截止區(qū)（Cutoff Region）過渡到飽和區(qū)（Saturation Region）的臨界電壓。當(dāng)柵極-源極電壓（VGS）低于Vth時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管處于關(guān)閉狀態(tài)，通道不導(dǎo)電；當(dāng)VGS超過Vth時(shí)，通道形成，電流開始流動(dòng)。中山結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管廠商場(chǎng)效應(yīng)管作為音頻放大器，具有低失真、高保真的特點(diǎn)，提升音質(zhì)效果。

單極型場(chǎng)效應(yīng)管在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用：生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)對(duì)信號(hào)檢測(cè)精度的要求極高，單極型場(chǎng)效應(yīng)管在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在生物傳感器領(lǐng)域，例如檢測(cè)血糖的傳感器，當(dāng)血液中的葡萄糖分子與傳感器表面的特定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微弱的電信號(hào)。單極型場(chǎng)效應(yīng)管憑借其高輸入阻抗的特性，能夠?qū)⑦@種極其微弱的信號(hào)高效放大，且不會(huì)因?yàn)樽陨淼妮斎胩匦詫?dǎo)致信號(hào)衰減。在檢測(cè) DNA 等生物分子的傳感器中，同樣如此，它能夠保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在可穿戴式醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的生理參數(shù)，如心率、血壓等，單極型場(chǎng)效應(yīng)管為疾病預(yù)防、診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。醫(yī)生可以根據(jù)這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題，制定科學(xué)的治療方案，助力醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步與人們健康管理水平的提升。

電極，所有的FET都有柵極（gate）、漏極（drain）、源極（source）三個(gè)端，分別大致對(duì)應(yīng)BJT的基極（base）、集電極（collector）和發(fā)射極（emitter）。除JFET以外，所有的FET也有第四端，被稱為體（body）、基（base）、塊體（bulk）或襯底（substrate）。這個(gè)第四端可以將晶體管調(diào)制至運(yùn)行；在電路設(shè)計(jì)中，很少讓體端發(fā)揮大的作用，但是當(dāng)物理設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路的時(shí)候，它的存在就是重要的。在圖中柵極的長(zhǎng)度（length）L，是指源和漏的距離。寬度（width）是指晶體管的范圍，在圖中和橫截面垂直。通常情況下寬度比長(zhǎng)度大得多。長(zhǎng)度1微米的柵極限制較高頻率約為5GHz，0.2微米則是約30GHz。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，場(chǎng)效應(yīng)管性能不斷提升，有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

計(jì)算導(dǎo)通損耗。MOSFET器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計(jì)算，由于導(dǎo)通電阻隨溫度變化，因此功率耗損也會(huì)隨之按比例變化。對(duì)便攜 式設(shè)計(jì)來說，采用較低的電壓比較容易(較為普遍)，而對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)，可采用較高的電壓。注意RDS(ON)電阻會(huì)隨著電流輕微上升。關(guān)于RDS(ON)電 阻的各種電氣參數(shù)變化可在制造商提供的技術(shù)資料表中查到。計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求。設(shè)計(jì)人員必須考慮兩種不同的情況，即較壞情況和真實(shí)情況。建議采用針對(duì)較壞情況的計(jì)算結(jié)果，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果提供更大的安全余量，能 確保系統(tǒng)不會(huì)失效。在MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測(cè)量數(shù)據(jù)；比如封裝器件的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻，以及較大的結(jié)溫。開關(guān)損耗其實(shí)也是一個(gè)很重要的指標(biāo)。從下圖可以看到，導(dǎo)通瞬間的電壓電流乘積相當(dāng)大。一定程度上決定了器件的開關(guān)性能。不過，如果系統(tǒng)對(duì)開關(guān)性能要求比較高，可以選擇柵極電荷QG比較小的功率MOSFET。場(chǎng)效應(yīng)管的制造工藝不斷改進(jìn)，使得其性能更加穩(wěn)定，可靠性更高。半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管定制

場(chǎng)效應(yīng)管具有低噪聲、低功耗的特點(diǎn)，適用于需要高靈敏度和低功耗的電子設(shè)備中。半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管定制

在要求輸入阻抗較高的場(chǎng)合使用時(shí)，必須采取防潮措施，以免由于溫度影響使場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻降低。如果用四引線的場(chǎng)效應(yīng)管，其襯底引線應(yīng)接地。陶瓷封裝的芝麻管有光敏特性，應(yīng)注意避光使用。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額定值，使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作?？傊?，確保場(chǎng)效應(yīng)管安全使用，要注意的事項(xiàng)是多種多樣，采取的安全措施也是各種各樣，廣大的專業(yè)技術(shù)人員，特別是廣大的電子愛好者，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好場(chǎng)效應(yīng)管。半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管定制