雨後青天

場效應管和晶閘管都是電子電路中常用的開關型器件，但是兩者存在本質的區別。場效應管包括結型場效應管JFET和金屬-氧化物半導體場效應管MOSFET。而晶閘管一般是指可控硅，可控硅按照導通方向可以分為單向可控硅SCR和雙向可控硅Triac。

1 什麼是場效應管

這裡主要介紹MOSFET。MOSFET有三個電極，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。從半導體的構成方面可以分為NMOS和PMOS。這兩種MOS的電路符號如下圖所示：

PMOS的襯底為N型半導體，在VGS<0時，會形成P溝道，所以叫做P溝道MOS；而NMOS的襯底為P型半導體，在VGS>0時，會形成N溝道，所以叫做N溝道MOS。PMOS和NMOS的半導體結構如下圖所示。

MOS管是電壓驅動型的器件，主要用作可控整流、功率開關、信號放大等，應用比較廣泛。MOS管的通道依靠VGS的電平，對於NMOS而言，VGS >0時，NMOS導通，否則NMOS截止；對於PMOS而言，VGS<0，PMOS導通，否則截止。

2 什麼是晶閘管

晶閘管是可控硅，按照導通方向可以分為單向SCR和雙向Triac，以單向可控硅為例，介紹其半導體結構，如下圖所示。

SCR由四層半導體構成，具有三個PN結，如果斜著劈開的話，可以看作是PNP三極管和NPN三極管構成的。可控硅的控制方式比較特殊。

對於單向可控硅而言，在觸發極加正向觸發電壓的同時，在陽極和陰極之間加正向電壓，則可控硅導通。導通後，把控制信號移除，可控硅仍然處於導通狀態。要使可控硅關斷有如下兩個方法：

1.移除觸發信號，同時減小陽極電流使其小於維持電流；

2.移除觸發信號，同時將陽極的電源切斷。

雙向可控硅具有四個工作象限，可以參考下圖。

3 MOS管和可控硅的區別

MOS管的區別主要體現在作用和區別上。

兩者都可以作為功率開關來使用，但是MOS管還具有信號放大作用，而可控硅不具有信號放大作用。MOS管作為開關時開關速度要高於可控硅。

從控制方式上，MOS的VGS只要滿足條件就可以導通，移除控制信號後，MOS管就可以關斷。可控硅在導通時，除了控制信號以外，還需要陽極和陰極之間有正向電壓。並且控制信號移除後，還需要將陽極的電壓切除或者使電流小於維持電流後才可以關斷。

可控硅的控制方式比MOS管要麻煩。

可控硅電路符號如下圖所示。

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晶閘管又稱可控硅，其與場效應管一樣，皆為半導體器件，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使用，用來控制負載的通斷；可以用來調節交流電壓，從而實現調光、調速、調溫。另外，單向晶閘管還可以用於整流。

晶閘管在日常中用的很廣，像家裡用的聲控燈，一般採用BT169、MCR100-6這類小功率單向晶閘管作為電子開關驅動燈泡工作。在白熾燈泡無級調光或電風扇無級調速電路中，常用BT136這類大功率的雙向晶閘管來實現調光或調速。▲ 雙向晶閘管的電路符號。▲ MOS場效應管的電路符號。

場效應管屬於單極型半導體器件，其可以分為結型場效應管和MOS場效應管兩種，每種類型的場效應管又有P溝道和N溝道之分。場效應管在電子電路中既可以作為放大器件用來放大信號，又可以作為開關器件用來控制負載的通斷，故場效應管的用途比晶閘管更廣一些。

在功放電路中，採用VMOS場效應管作為功率放大元件，可以提高音質；在開關電路中，驅動電機等大電流負載時，選用MOS場效應管作為電子開關，可以減輕前級驅動電路的負擔（若選用晶閘管的話，需要從前級電路汲取較大的驅動電流）。

綜上，場效應管和晶閘管的區別就是：場效應管既可以放大信號，亦可以作為高速電子開關控制負載的通斷，同時還可以實現調速、調光、調溫等功能，而晶閘管不能用來構成放大器放大信號，用作電子開關時，工作頻率也不及場效應管高，只能用於低速控制。

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場效應管和晶閘管都是常見的功率負載驅動器件

雖然場效應管和晶閘管都是由P型和N型半導體構成，樣子也長得非常像，但它們的功能是完全不同的。場效應管是電壓驅動型器件，常用於驅動工作電壓不高的直流負載；晶閘管也叫可控硅，是電流觸發型器件，常用於驅動電壓較高、功率較大的負載。

場效應管

場效應管根據內部結構排列不同，分為N溝道和P溝道兩種。N溝道場效應管的襯底是P型半導體，P溝道的場效應管的襯底是N型半導體。

當在場效應管的柵極(G)施加電壓時，柵極(G)和硅襯底之間的SiO2絕緣層中就會產生一個柵極(G)指向硅襯底的電場。氧化物層兩邊形成一個電容，門極電壓等於對電容充電，受電壓吸引，電容另一邊聚集大量電子，形成導電溝道，MOS管開始導通，電流可以從漏極(D)流向源極(S)，也可以從源極(S)流向漏極(D)。

場效應管的導通內阻很小，往往可以用來驅動工作電流很大的負載，電工動具、開關電源、DC-DC升壓電路都會應用到場效應管。使用場效應管需要注意它的門極開啟電壓（Vgs），柵極(G)施加的電壓需要滿足它的要求才可以讓場效應管穩定、可靠的導通。

晶閘管

晶閘管又叫可控硅，分單向晶閘管（可控硅）和雙向單向晶閘管（可控硅），可用應用於大功率負載的驅動。比如發熱管、交流電機等。

單向晶閘管（可控硅）：只能單向導通，在G極施加一個觸發電流後，它就會導通，電流從A極流向K極。導通後，停止提供觸發電流，晶閘管還會維持導通。直至關斷負載電壓或者負載電壓反向。

雙向晶閘管（可控硅）：可以雙向導通，在G極施加一個觸發電流後，電流可以從T1極流向T2極，也可以從T2極流向T1極。雙向可控硅往往應用於交流負載器件的驅動。驅動雙向可控硅，需要在交流電每個過零點後都施加觸發電流。

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關鍵字: 可控硅 晶閘管 科技