变频器中场效应管的主要参数

    场效应管的主要参数有夹断电压、开启电压、饱和漏极电流、直流输入电阻、漏一源击穿电压、栅一源击穿电压、最大漏极耗散功率、低频跨导、输出电阻、极间电容和低频噪声系数等。    1．夹断电压Up    Up是使耗尽型场效应管的ID减小到接近于零（测量时可取10μA）时的栅一源电压。测量时应保证UDS为某一定值。因UDS不同，Up略有不同。    2．开启电压UT    开启电压也称阈值电压，是指在UDS为某一定值条件下，使增强型场效应管开始有漏极电流（如10μA）时的UGS值，即UT。从本质上看，Up和UT具有相同的意义，都是使场效应管从不导电转为导电状态时栅一源极间所加的临界电压，但Up适用于耗尽型管，UT适用于增强型管。    3．饱和漏极电流IDSS    当耗尽型场效应管UGS=0时，UDS＞Up时的ID就是IDSS。增强型场效应管当UGS=0时，无导电沟道，即IP=0。因此，增强型场效应管不存在饱和漏极电流IDSS这一参数。    4．直流输入电阻RGS    RGS是从源-栅极看进去的直流电阻，即在栅-源极间加的电压与极电流之比。结型场效应管的RGS一般在107Ω以上；MOS场效应管的RGS一般在109Ω以上，最高可达1016Ω。    5．漏-源击穿电压βUDS    在增加漏-源电压过程中，使IB开始剧增的UDS值，称为漏一源击穿电压βUDS。ID剧增有以下两方面的原因。    ①由于UDS增加，漏极附近耗尽层首先产生雪崩击穿。    ②漏一源极之间的穿通击穿。有些高频MOS管，其沟道长度较短，增加UDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏一源极间的穿通。穿通后，源区中的多数载流子将直接受耗尽层电场的吸引，达到漏区，产生大的ID。    6．栅-源击穿电压βUGS    最大栅-源耐压就是栅-源击穿电压βUGS。    ①对于结型场效应管，若    |UGS|＞βUDS    栅-源PN结就会产生反向击穿。其数量与βUDS一样，为20 V左右。    ②对于MOS管，若    |UGS|＞βUDS    就可能使栅极下面的二氧化硅绝缘层击穿，造成管子损坏。通常βUDS的数量为几十伏。    7．最大漏极耗散功率PDM    场效应管的耗散功率（PD）等于它的漏极电压与漏极电流的乘积，即    PD=UDSID    与普通三极管类似，这些耗散在管子中的功率将会使管子的温度上升。如果管温升得过高，将会使管子特性变化，甚至损坏。因此，场效应管工作时的耗散功率PD不应超过允许的额定值PDM。    8．低频跨导gm    当UDS保持一定时，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅-源电压微变量之比成为跨导。即    gm=dID/dUGS    它表明了栅极电压对漏极电流的控制能力，单位为mA/V。    ①对于结型场效应管，其跨导gm的数量为0.1～10 mA/V。    ②对于绝缘栅型场效应管，其跨导gm的数量为0.1～20 mA/V。    9．输出电阻RD    当UGS为常数时，UDS微变量与ID微变量之比即为输出电阻，即    RD=dUDS/dID    RD反映了漏极电压对漏极电流的控制能力，是输出特性曲线上某一点切线斜率的倒数。在恒流区，RD很大，一般为几十到几百千欧。    10．极间电容    3个电极之间存在的极间电容有栅一源电容(CGS)、栅一漏电容(CGD)和漏一源电容（CDS）。它们由势垒电容和分布电容组成。通常，CGS与CGD的值为1～3 pF，CDS为0.1～1 pF。    11．低频噪声系数NF    噪声是由管子内部载流子运动的不规律性所引起的。场效应管的低频噪声要比普通三极管小。例如，3D01型MOS管和3DJ6、3DJ2结型管的噪声系数，最好的在1 dB以下，通常为2～4 dB。这是因为在普通三极管中占重要地位的散粒噪声和分配噪声对场效应管来说基本上可以忽略的缘故。    场效应管的噪声主要来源于沟道电阻器和漏一源串联的热噪声，以及由栅极表面漏电、表面复合等引起的表面噪声，结型场效应管是体内场效应器件，其表面噪声较小，因此，结型场效应管的噪声系数比MOS管更小。    噪声性能的好坏通常用噪声系数NF来表示，它的单位为分贝(dB)。这个数值越小，代表管子所产生的噪声越小。低频噪声系数是在低频范围内测出的噪声系数。