栅极

具有输入电阻高(108~109Ω)、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,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.

场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器.即金属-氧化物-半导体型场效应管，英文缩写为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor)，属于绝缘栅型。其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层，因此具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。它也分N沟道管和P沟道管，符号如右图所示。通常是将衬底(基板)与源极S接在一起。根据导电方式的不同，MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态，加上正确的VGS后，多数载流子被吸引到栅极，从而"增强"了该区域的载流子，形成导电沟道。耗尽型则是指，当VGS=0时即形成沟道，加上正确的VGS时，能使多数载流子流出沟道，因而"耗尽"了载流子，使管子转向截止。

以N沟道为例，它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+，再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通，二者总保持等电位。右图(a)符号中的前头方向是从外向电，表示从P型材料(衬底)指身N型沟道。当漏接电源正极，源极接电源负极并使VGS=0时，沟道电流(即漏极电流)ID=0。随着VGS逐渐升高，受栅极正电压的吸引，在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子，形成从漏极到源极的N型沟道，当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时，N沟道管开始导通，形成漏极电流ID。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)，将管子损坏。因此了厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电措施。

下面介绍检测方法。

1.准备工作测量之前，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。

2.判定电极将万用表拨于R×100档，首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量，S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧，其中阻值较小的那一次，黑表笔接的为D极，红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品，S极与管壳接通，据此很容易确定S极。

电子管栅极的检测:

1.以额定电压点亮灯丝并预热数十秒。

2.万用表置于Rx100档，以黑表笔接触栅极，红表笔接触阴极。如果出现一个稳定的示数，则证明电子管基本是正常的。相同条件下同新管测得的数值进行比较可以大致得出管子的老化程度。

一、真空电子管栅(shan)极(grid)

多极电子管中包裹着阴极的螺旋状电极。用金属丝制成细丝网或螺旋线的形状，用于控制板极电流的强度，或改变电子管的性能。

二、场效应管栅极(gate)

场效应管根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件。场效应晶体管(FieldEffectTransistor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.

四极管就有两个栅极，一个和三极管中的栅极功能一样(称为控制栅极或者栅极1号)，另一个(称为帘栅或者栅极2号)是用于减少控制栅极和金属板间的电容。

对于低开关损耗，无IGBT模块振荡，低二极管反向恢复峰值电流和最大dv/dt限制，栅极电阻必须体现出最佳的开关特性。通常在应用中，额定电流大的IGBT模块将采用较小的栅极电阻驱动;同样的，额定电流小的IGBT模块，将需要较大的栅极电阻。也就是说，IGBT数据手册中所给的电阻值必须为每个设计而优化。IGBT数据手册中指定了栅极电阻值。然而，最优的栅极电阻值一般介于IGBT数据表中所列的值和其两倍之间。IGBT数据表中所指定的值是最小值;在指定条件下，两倍于额定电流可被安全地关断。在实际中，由于测试电路和各个应用参数的差异，IGBT数据表中的栅极电阻值往往不一定是最佳值。上面提到的大概的电阻值(即两倍的数据表值)，可被作为优化的起点，以相应地减少栅级电阻值。确定最终最优值的唯一途径是测试和衡量最终系统。使应用中的寄生电感最小很重要。这对于保持IGBT的关断过电压在数据表的指定范围内是必要的，特别是在短路情况下。栅极电阻决定栅极峰值电流IGM。增大栅极峰值电流将减少导通和关断时间以及开关损耗。栅级峰值电流的最大值和栅级电阻的最小值分别由驱动器输出级的性能决定。