场效应管是场效应晶体管（（Field Effect Transistor，简称FET））的简称，它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（10\(^{7}\)～10\(^{9}\)Ω）、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为普通晶体管的强大竞争者。
普通晶体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。
场效应管因其制造工艺简单、功耗小、温度特性好、输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。
一、场效应管的种类
场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名；绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其他电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管，（ Metal Oxide Semiconductor FET，简称MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等，限于篇幅，本文就不介绍这些管子。
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。绝缘栅型场效应管与结型场效应管的不同之处在于它们的导电机构不同。绝缘栅型场效应管是利用感应电荷的多少来改变导电沟道的性质，而结型场效应管则是利用导电沟道之间耗尽区的大小来控制漏极电流的。若按导电方式来划分，绝缘栅型场效应管又可分成耗尽型与增强型。而结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的，如下所示。
在制造场效应管时，如果在栅极材料加入之前，在沟道上先加上一层很薄的绝缘层，将会大大地减小栅极电流，也会大大地增加其输入阻抗，由于这一绝缘层的存在，场效应管可工作在正的偏置状态，我们称这种场效应管为绝缘栅型场效应管，又称MOS场效应管。绝缘栅型场效应管可工作在反向偏置，零偏置和正向偏置状态，结型场效应管，只能工作在反向偏置状态。
对于绝缘栅型场效应管，我们把在正常情况下导通的称为耗尽型场效应管，在正常情况下断开的称为增强型场效应管。
增强型场效应管特点是当V\(_{gs}\)=0时，I\(_{d}\)（漏极电流）=0； 只有当V\(_{gs}\)增加到某一个值时才开始导通，有漏极电流产生。
耗尽型场效应管的特点是可以在正或负的栅源电压（正或负偏压）下工作，而且栅极上基本无栅流（因为输入电阻非常高）。
结型场效应管应用的电路中可以使用绝缘栅型场效应管，但绝缘栅（增强）型场效管应用的电路不能用结型栅场效应管代替。
P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过参与导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。结型场效应管漏极和源极可以互换。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。
目前应用的较多的是以二氧化硅为绝缘层的栅型场效应管。以N沟道增强型MOSFET为例，它是以P型硅为衬底，在衬底一侧（称为衬底表面）上用杂质扩散的方法形成两个高掺杂的N+区，分别作为源极（S）和漏极（D）。再在硅衬底表面生成一层很薄（几十纳米）的二氧化硅（SiO\(_{2}\)）绝缘层，SiO\(_{2}\)的上面则是一层金属铝，由此引出栅极（G）。显然，栅极与其他两个电极是相互绝缘的，故称为绝缘栅极。另外，在衬底的另一侧也引出一个电极，称为衬底电极（B），衬底电极一般与源极相连。这种绝缘栅场效应管具有从上到下的金属（铝）-氧化物（二氧化硅）-半导体（衬底）（Metal-Oxide-Semiconductor）三层结构，所以称之为MOSFET。
二、场效应管的识别与检测
场效应管在电路中常用字母“Q”、“V”、“VT”加数字表示，如：Q1表示编号为1的场效应管。
常见的金属封装场效应管的外形如图1所示，常见塑料封装场效应管的外形如图2（a）、图2（b）所示。
在国家标准中，场效应管的电路符号如图3所示。目前，在有些大功率MOSFET管中的G-S极间或者D-S极间增加了保护二极管，以保护管子不致于被静电击穿，这种管子的电路图符号如图4所示。
2.场效应管引脚的识别
同普通晶体管一样，场效应管也有三个引脚，分别是栅极（又称控制极）、源极、漏极3个端子。场效应管可看作一只普通晶体三极管，栅极G对应基极b，漏极D对应集电极c，源极S对应发射极e（N沟道对应NPN型晶体管，P沟道对应PNP晶体管）。
场效应管引脚排列位置依其品种、型号及功能等不同而异。要正确使用场效应管，首先必须识别出场效应管的各个电极。对于大功率场效应管，从左至右其引脚排列基本为G、D、S（散热片接D极）；采用绝缘底板模块封装的特种场效应管通常有四个引脚，上面的两个通常为两个S极（相连），下面的两个分别为G、D；采用贴片封装的场效应管其散热片是D极，下面的三个引脚（无论中间脚是否剪短）分别是G、D、S极，如图5所示。
①用指针式万用表检测
MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子击穿。因此出厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极短接，防止积累静电荷。管子不用时，也应短接全部引脚。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感应措施。下面介绍检测方法。
测量之前，先把人体对地短路后，才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通，使人体与大地保持等电位。再把管脚分开，然后拆掉导线。
根据场效应管的PN结正、反向电阻值的明显差异，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法如下：将指针式万用表拨在R×1k挡上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极G。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是PN结是反向，即都是反向电阻，可以判定是N沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向PN结，即是正向电阻，判定为P沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。
②用数字万用表检测
利用数字万用表不仅能判定场效应管的电极、还可以测量管子的跨导（放大系数）。由于数字万用表电阻挡的测试电流很小，所以不适用于检测场效应管，应使用h\(_{FE}\)挡进行测试。将场效应管的G、D、S极分别插入h\(_{FE}\)测量插座的B、C、E孔中（N沟道管插入NPN插座中，P沟道管插入PNP插座中），此时，显示屏上会显示一个数值，这个数值就是管子的跨导（放大系数），如图6所示；若电极插错或极性插错，则显示屏都不会显示出这个数值，此时将显示为“000”或“1”，如图7（a）、图7（b）所示。
三、场效应管的主要参数
1.开启电压U\(_{T}\)。U\(_{T}\)是MOS增强型管的参数，当栅源电压V\(_{gs}\)小于开启电压的绝对值时， 场效应管不能导通。
2.夹断电压U\(_{p}\)。U\(_{p}\)是MOS耗尽型和结型场效应管的参数，当栅源电压u\(_{GS}\)=UP时，漏极电流为零。
3.饱和漏极电流I\(_{DSS}\)。I\(_{DSS}\)是MOS耗尽型和结型场效应管栅源电压Vgs=0时所对应的漏极电流。
4.直流输入电阻R\(_{GS}\)。R\(_{GS}\)是栅源间的等效电阻。结型场效应管的R\(_{GS}\)大于107Ω，由于MOS管栅源间有SiO\(^{2}\)绝缘层，所以MOS场效应管的R\(_{GS}\)可达10\(^{9}\)～10\(^{15}\)Ω。
5.低频跨导g\(_{m}\)。g\(_{m}\)反映了栅压对漏极电流的控制作用（相当于普通晶体管的h\(_{FE}\)），单位是mS（毫西门子）。
6.最大漏极功耗P\(_{DM}\)。P\(_{DM}\)=U\(_{DS}\)×I\(_{D}\)，相当于普通三极管的P\(_{CM}\)。
7.极限漏极电流I\(_{D}\)。I\(_{D}\)是漏极能够输出的最大电流，相当于普通三极管的I\(_{C}\)，其值与温度有关，通常手册上标注的是温度为25℃时的值。一般指的是连续工作电流，若为瞬时工作电流，则标注为I\(_{DM}\)，这个值通常大于I\(_{D}\)。
8.导通电阻R\(_{DS（ON）}\)。R\(_{DS（ON）}\)是一个静态参数，指管子导通时，D、S极间的电阻值，这个电阻值越小，其开关损耗越小。
9. 最大漏源电压V\(_{DSS}\)。V\(_{DSS}\)是场效应管漏源极之间可以承受的最大电压（相当于普通晶体管的最大反向工作电压V\(_{CEO}\)），有时也用V\(_{DS}\)表示。
四、使用场效应管的注意事项
1.为了安全使用场效应管，在设计电路时，管子的实际工作条件，不能超过其最大漏极功耗P\(_{DM}\)、极限漏极电流I\(_{D}\)、最大漏源电压V\(_{DSS}\)等参数的极限值。
2.各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的偏置接入电路中，要遵守场效应管偏置的极性。如结型场效应管栅源漏之间是PN结，N沟道管栅极不能加正偏压；P沟道管栅极不能加负偏压，等等。
3.MOS场效应管由于输入阻抗极高，所以在运输、贮藏中必须将引脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意，不能将MOS场效应管放入塑料盒子内，保存时最好放在金属盒内，同时也要注意管子的防潮。
4.为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地；在焊接管脚时，先焊源极；在连入电路之前，管子的全部引线保持互相短接状态，焊接完后才可把短接线去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地（如采用接地环等）；当然，如果能采用先进的静电电烙铁来焊接场效应管是比较方便的，并且可以确保安全；在未关断电源时，绝对不可以把管插入电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用场效应管时必须注意。
5.在安装场效应管时，注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件；管脚引线在弯曲时，应在距离根部5mm外进行，以防止弯断管脚和引起漏气等。
对于功率型场效应管，要有良好的散热条件。因为功率场效应管在高负荷条件下运用，必须设计足够的散热器，确保壳体温度不超过额定值，以使器件长期稳定可靠地工作。
（文/赵理科）