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? ? ? 場效應(yīng)管和晶閘管都是電子電路中常用的開關(guān)型器件，但是兩者存在本質(zhì)的區(qū)別。場效應(yīng)管包括結(jié)型場效應(yīng)管JFET和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET。而晶閘管一般是指可控硅，可控硅按照導(dǎo)通方向可以分為單向可控硅SCR和雙向可控硅Triac。關(guān)于這兩個(gè)電子器件在很多電路中都會(huì)遇到，比如場效應(yīng)管可以作為電磁爐中的開關(guān)振蕩管、電瓶車充電器電路中作為開關(guān)管使用，場效應(yīng)管尤其在電腦主板中用的比較多；對于晶閘管我們俗稱可控硅，這個(gè)器件我第一次接觸是在學(xué)習(xí)晶閘管變流技術(shù)中使用過，隨著后面的學(xué)習(xí)我發(fā)現(xiàn)晶閘管用的也非常多，比如在一些調(diào)速風(fēng)扇的電路中就能夠見到可控硅、在智能調(diào)光電路中也是用的可控硅和在洗衣機(jī)電路中都可以用到可控硅。
什么是場效應(yīng)管
這里主要介紹MOSFET。MOSFET有三個(gè)電極，分別為柵極G、源極S和漏極D，其中柵極G為控制端，源極S和漏極D為輸出端。從半導(dǎo)體的構(gòu)成方面可以分為NMOS和PMOS。這兩種MOS的電路符號如下圖所示：
PMOS的襯底為N型半導(dǎo)體，在VGS《0時(shí)，會(huì)形成P溝道，所以叫做P溝道MOS；而NMOS的襯底為P型半導(dǎo)體，在VGS》0時(shí)，會(huì)形成N溝道，所以叫做N溝道MOS。
MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)型的器件，主要用作可控整流、功率開關(guān)、信號放大等，應(yīng)用比較廣泛。MOS管的通道依靠VGS的電平，對于NMOS而言，VGS 》0時(shí)，NMOS導(dǎo)通，否則NMOS截止；對于PMOS而言，VGS《0，PMOS導(dǎo)通，否則截止。
晶閘管又稱可控硅，其與場效應(yīng)管一樣，皆為半導(dǎo)體器件，它們的外形封裝也基本一樣，但它們在電路中的用途卻不一樣。
▲ TO-220封裝的BT136雙向晶閘管。
▲ TO-220封裝的N溝道MOS場效應(yīng)管。
晶閘管可分為單向晶閘管和雙向晶閘管兩種。它們在電子電路中可以作為電子開關(guān)使用，用來控制負(fù)載的通斷；可以用來調(diào)節(jié)交流電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光、調(diào)速、調(diào)溫。另外，單向晶閘管還可以用于整流。
晶閘管在日常中用的很廣，像家里用的聲控?zé)簦话悴捎肂T169、MCR100-6這類小功率單向晶閘管作為電子開關(guān)驅(qū)動(dòng)燈泡工作。在白熾燈泡無級調(diào)光或電風(fēng)扇無級調(diào)速電路中，常用BT136這類大功率的雙向晶閘管來實(shí)現(xiàn)調(diào)光或調(diào)速。
▲ 雙向晶閘管的電路符號。
▲ MOS場效應(yīng)管的電路符號。
場效應(yīng)管屬于單極型半導(dǎo)體器件，其可以分為結(jié)型場效應(yīng)管和MOS場效應(yīng)管兩種，每種類型的場效應(yīng)管又有P溝道和N溝道之分。場效應(yīng)管在電子電路中既可以作為放大器件用來放大信號，又可以作為開關(guān)器件用來控制負(fù)載的通斷，故場效應(yīng)管的用途比晶閘管更廣一些。
在功放電路中，采用VMOS場效應(yīng)管作為功率放大元件，可以提高音質(zhì)；在開關(guān)電路中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)等大電流負(fù)載時(shí)，選用MOS場效應(yīng)管作為電子開關(guān)，可以減輕前級驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)擔(dān)（若選用晶閘管的話，需要從前級電路汲取較大的驅(qū)動(dòng)電流）。
以上是從應(yīng)用來區(qū)分場效應(yīng)管和晶閘管的區(qū)別
下面我們從內(nèi)部參數(shù)來區(qū)分分場效應(yīng)管和晶閘管的區(qū)別
第一點(diǎn)是場效應(yīng)管與晶閘管的控制方式不同
1、場效應(yīng)管
隨著電子技術(shù)不斷進(jìn)步，場效應(yīng)管的種類有好幾種，我們最常見的有結(jié)型場效應(yīng)管（FET管）和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET管）這兩類。這兩類場效應(yīng)管都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，它們都是利用半導(dǎo)體內(nèi)的電場效應(yīng)來控制場效應(yīng)管電流大小的，下面我用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，也就是我們俗稱的MOS管來說明這個(gè)問題。比如下圖的N溝道場效應(yīng)管，當(dāng)柵極與源極間的Ugs電壓大于一定值時(shí)，并且Uds大于零，這時(shí)Rds的等效電阻非常小，就可以有較大的電流由漏極流向源極，它們之間就好像用一根導(dǎo)線連起來一樣。
當(dāng)柵極G與源極S間的Ugs電壓小到一定值的時(shí)候，或者Ugs電壓等于零的時(shí)候，那么漏極D和源極S之間的等效電阻就非常大，就像斷開的導(dǎo)線一樣無論如何是沒有電流通過的。由此可見場效應(yīng)管是通過在柵極和源極之間建立了一定的電壓后才控制了漏極與源極之間的接通的。
2、晶閘管
下面我們再說一說這個(gè)晶閘管，它是一個(gè)功率半導(dǎo)體器件，是在二極管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可用于整流半導(dǎo)體器件。下面我們說說如何控制它的通斷，要使晶閘管導(dǎo)通要滿足兩個(gè)條件，第一個(gè)是要給晶閘管的控制極G加一個(gè)觸發(fā)信號，也就是在門極G和晶閘管的陰極K之間加一個(gè)足夠大的正向電流與電壓，同時(shí)呢晶閘管的陽極要高于陰極，這樣陽極A與陰極K之間的等效電阻就非常小了，就像用導(dǎo)線連接起來一樣。
當(dāng)要關(guān)斷晶閘管時(shí)，只要我們把陽極A與陰極K之間的電流減小到一定值的時(shí)候，這個(gè)晶閘管的陽極A與陰極K之間就像斷開一樣，無法有電流通過。或者我們把晶閘管的陽極A的電壓低于陰極K的電壓也可以關(guān)斷這個(gè)晶閘管。
通過上面的分析我們可以知道，場效應(yīng)管與晶閘管的控制方式是不同的，場效應(yīng)管是電壓控制其通斷的半導(dǎo)體器件，我們稱它是壓控型器件；晶閘管的控制方式是由一定的電流值來觸發(fā)晶閘管的導(dǎo)通，我們俗稱它是流控型器件而且它是一個(gè)半控型半導(dǎo)體器件，也就是說晶閘管的門控極G只能控制晶閘管的導(dǎo)通而不能控制晶閘管的關(guān)斷。
第二點(diǎn)是場效應(yīng)管與晶閘管的輸入電阻不同
場效應(yīng)管的直流等效輸入電阻非常高，其阻值可以達(dá)到10九次方歐姆，對于MOSFET管來說最高可以達(dá)到10十五次方歐姆，鑒于這樣的特點(diǎn)來說由場效應(yīng)管組成的電路功耗都比較小、它的穩(wěn)定性和抗干擾能力都很強(qiáng)，所以現(xiàn)在很多集成芯片中都采用的是場效應(yīng)管組成的集成電路，有的工作電壓可以低到2V以下。
而對與晶閘管組成的電路來說在輸入直流等效電阻方面它比較低、這樣就決定了它的功耗非常大，抗干擾能力遠(yuǎn)不如場效應(yīng)管，這也就說明了晶閘管組成的電路它的穩(wěn)定性也不如場效應(yīng)管。
第三點(diǎn)是場效應(yīng)管與晶閘管的作用不同
我們從它們的組成結(jié)構(gòu)可以看出，對于場效應(yīng)管來說它可以放大信號，因此可以用在放大電路中作為放大器來用，也可以作為高速電子開關(guān)控制負(fù)載的通斷，比如開關(guān)電源中的場效應(yīng)管就起到這個(gè)功能，同時(shí)運(yùn)用場效應(yīng)管還可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制，比如PWN波的調(diào)制輸出、令外在調(diào)光電路、調(diào)溫電路等都可以用到。
從晶閘管的工作過程來看它不能用來放大電路的信號，因此它是不可以作為器放大器來使用的。一般晶閘管用在整流電路和控制大負(fù)載電路中。當(dāng)它作為電子開關(guān)使用時(shí)，其工作頻率也沒有場效應(yīng)管高，一般只能用在低速控制的場合。
第四點(diǎn)是場效應(yīng)管與晶閘管的集成度不同
從場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)可以看出它的結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單，尤其在制造工藝上要比晶閘管簡單許多，再加上其功耗小，噪聲低同時(shí)熱穩(wěn)定性也很好，抗輻射能力也強(qiáng)。對于集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的它在大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路中都會(huì)被用到，對于晶閘管來說就無法做到這一點(diǎn)。
第五點(diǎn)是場效應(yīng)管與晶閘管的“短板”不一樣
場效應(yīng)管在平時(shí)儲存保管的時(shí)候?qū)o電要求非常高，由于MOS管的輸入阻抗非常高，在MOS管不使用的時(shí)候一定要將柵極G、源極S和漏極D這三個(gè)電極短接在一起，這樣可以防止場效應(yīng)管因靜電場的電壓較高使場效應(yīng)管損壞。所以場效應(yīng)管的弱點(diǎn)是對靜電的要求比較嚴(yán)格。因此我們在焊接場效應(yīng)管時(shí)所使用的電烙鐵要有外接地線，這樣可以屏蔽掉交流電場，防止場效應(yīng)管遭到損壞，當(dāng)我焊接場效應(yīng)管時(shí)，特別是MOSFET管時(shí)，我都是先把烙鐵的電源斷掉，然后用烙鐵的余熱去焊接場效應(yīng)管。而對于晶閘管來說，它的“軟肋”是過電流的能力比較差，在組成電路時(shí)要設(shè)計(jì)很多的保護(hù)環(huán)節(jié)，使用相對比較麻煩。
