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[摘要] 全国农村广播电视无线覆盖工程是新时期广播电视“村村通”工作的重要内容，而目前在我省各地使用的发射机大部分均为全固态机型,它的功放部件采用的均是低功耗、集成化的场效应管，在结构上与老的电子管有很大的差别。希望能通过本文的介绍，能使在基层台站工作多年的同仁们能对这种新型功放管有个充分的认识，以便在工作中更好地维护及运用它。
[关键词] V-MOSFET 电视发射机 功放模块单元
V-MOSFET為增强型金属氧化物场效应管的英文简称，现在多作为全固态发射机功放部分的核心部件。本文探讨的就是这种场效应管的工作原理，以便在实际工作中充分认识并了解它。
一、V-MOSFET的工作原理
1、场效应管的分类
根据结构的不同，场效应管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。V-MOSFET管就属于绝缘栅型场效应管。
同晶体管一样，场效应管也是一种具有PN结的半导体，所以它也分为N沟道和P沟道两种场效应管。
按导电方式划分，场效应管也分耗尽型和增强型两种。所谓增强型是指：当VGS=0时管子呈截止状态，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，形成了导电沟道。
2、N沟道增强型MOS管的工作原理
V-MOSFET在实际应用中多采用N沟道型，所以下面着重介绍N沟道增强型MOS管的工作原理。
N沟道增强型MOS管的结构如下图。在一块低掺杂的P型硅衬底上，扩散两个高掺杂的N+型区，分别作为源极S和漏极D，在两个N+型区之间的硅表面上布满一层很薄的二氧化硅绝缘层，并在其上覆盖一层金属电极，作为栅极G，便构成了N沟道MOS管。
N沟道增强型MOS管结构及符号
和结型场效应管一样，MOS管也必须有受栅—源电压控制的导电沟道，才能正常工作。同上图可知，当栅—源间不加电压时，由于漏—源之间有两个背靠背的PN结，不存在导电沟道，所以，即便在漏—源间加上电压，也不会有漏极电流。若栅—源间加上正电压VGS，这一电压便加在栅极（铝层）和P型衬底构成的以二氧化硅为介质的平板电容上（使用时，一般都将衬底与源极连在一起），在介质中产生一个垂直指向P型硅面的电场，P型硅表面层中的空穴将受电场的排斥而移向体内，随着VGS的增加和电场的增强，表面层中的空穴将会全部被赶走而形成耗尽层（图 a）。当VGS继续增加到一个临界电压VGS（称开启电压）以后，介质中的电场将把P型硅中的少数载流电子吸引到表面层来，形成一个N型薄层，通常称为反型层（图b）。反型层实际上构成了漏极和源极之间的导电沟道，如果这时加上VGS，就会产生漏极电流ID。显然，随着栅—源正电压的增加，便有了更多的电子被吸引到P型硅表面，反型层更厚，沟道电阴减小，ID增加，这表明VGS对漏极电流ID有控制作用。下面两图就是VDS=0时，VGS产生的电场效应。
（a）VGS较小时，P型硅表面出现耗尽层
（b）VGS≥VGS(th )时出现反型层
二、V-MOSFET在全固态发射机中的应用
1、功放模块单元的认识
我台现运行的3KW调频发射机，其核心功放部件就是由摩托罗拉公司生产的MRF151G功放管，它是一种对管，也是V- MOSFET的其中一种。下图就是其在发射机中的300W基本功放原理图。
MRF151G外形图和电路符号
其中1、2为为漏极D1、D2，3、4栅极G1、G2，5为源极S。MRF151G是一个双推挽N沟道增强型的V-MOSFET场效应管，把特性完全相同的两个管芯封装在同一个底座上，专门用来推挽功率放大，提高输出功率，两个管子的源极是通过底座连接在一起的。它广泛应用于VHF频段的全固态广播电视发射机中。
2、V-MOSFET日常使用中的注意事项
2.1 管脚的检测
在我们实际使用中，经常把管子拿出来用，却分辨不清管子的各管脚，所以在使用前就测准各管脚的极性。
首先，测量前，先把人体对地短路后，才能触碰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。
然后，判断电极。将万用表拔于R×100档。首先确定栅极，若某脚与其它两个管脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔更新测量，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，黑表笔接的就是漏极D，红表笔接的就是源极S。
最后，检测放大能力。将G极悬空，黑表笔接D极，线表笔接S极，然后用手指触摸G极，表针应有较大的偏转，证明管子放大能力良好。双栅极MOS管应该有两个栅极G1、G2，可用手分别触碰两个栅极，其中偏转较大的那个为G2极，MRF151G就是这种双栅极管了。
2.2 MOS管的焊接
MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，最高可达1015欧姆，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，将管子损坏，焊接时应该切记小心。
焊接时，首先用吸锡器将焊锡吸净，将损坏的管子拆下，并把电路板焊锡处理平，把安装管子的散热部分处理干净。
然后带上防静电手镯或人体接地，将管子底板涂上薄薄一层导热硅脂，放在电路上，用螺钉拧紧。
最后用防静电烙铁先焊漏极，再焊源极，最后焊栅极。如果没有防静电烙铁，可将烙铁烧热，拔掉电源，再焊接。
管子要保存在导电泡沫塑料袋中，切记自行放置，也可以用线铜线将各管脚连接在一起，或用锡纸包装。
V-MOSFET应用已越来越广泛，对其有充分的认识，将会有助于在实际工作中的使用。
参考文献：
[1] 戈德锐，康亚男，杨明等. 广播电视村村通实用技术手册[M]. 中国广播电视出版社，2007.
[2] 杨长春主编. 电子报[J]. 电子科技大学出版社，2010.
[3] 纪静波. 低频电子线路[M]. 机械工业出版社，2009.
[4] 江 澄主编. 广播与电视技术[J]. 中国广播电视出版社，2011，38卷 1期.
[关键词] V-MOSFET 电视发射机 功放模块单元
V-MOSFET為增强型金属氧化物场效应管的英文简称，现在多作为全固态发射机功放部分的核心部件。本文探讨的就是这种场效应管的工作原理，以便在实际工作中充分认识并了解它。
一、V-MOSFET的工作原理
1、场效应管的分类
根据结构的不同，场效应管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。V-MOSFET管就属于绝缘栅型场效应管。
同晶体管一样，场效应管也是一种具有PN结的半导体，所以它也分为N沟道和P沟道两种场效应管。
按导电方式划分，场效应管也分耗尽型和增强型两种。所谓增强型是指：当VGS=0时管子呈截止状态，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，形成了导电沟道。
2、N沟道增强型MOS管的工作原理
V-MOSFET在实际应用中多采用N沟道型，所以下面着重介绍N沟道增强型MOS管的工作原理。
N沟道增强型MOS管的结构如下图。在一块低掺杂的P型硅衬底上，扩散两个高掺杂的N+型区，分别作为源极S和漏极D，在两个N+型区之间的硅表面上布满一层很薄的二氧化硅绝缘层，并在其上覆盖一层金属电极，作为栅极G，便构成了N沟道MOS管。
N沟道增强型MOS管结构及符号
和结型场效应管一样，MOS管也必须有受栅—源电压控制的导电沟道，才能正常工作。同上图可知，当栅—源间不加电压时，由于漏—源之间有两个背靠背的PN结，不存在导电沟道，所以，即便在漏—源间加上电压，也不会有漏极电流。若栅—源间加上正电压VGS，这一电压便加在栅极（铝层）和P型衬底构成的以二氧化硅为介质的平板电容上（使用时，一般都将衬底与源极连在一起），在介质中产生一个垂直指向P型硅面的电场，P型硅表面层中的空穴将受电场的排斥而移向体内，随着VGS的增加和电场的增强，表面层中的空穴将会全部被赶走而形成耗尽层（图 a）。当VGS继续增加到一个临界电压VGS（称开启电压）以后，介质中的电场将把P型硅中的少数载流电子吸引到表面层来，形成一个N型薄层，通常称为反型层（图b）。反型层实际上构成了漏极和源极之间的导电沟道，如果这时加上VGS，就会产生漏极电流ID。显然，随着栅—源正电压的增加，便有了更多的电子被吸引到P型硅表面，反型层更厚，沟道电阴减小，ID增加，这表明VGS对漏极电流ID有控制作用。下面两图就是VDS=0时，VGS产生的电场效应。
（a）VGS较小时，P型硅表面出现耗尽层
（b）VGS≥VGS(th )时出现反型层
二、V-MOSFET在全固态发射机中的应用
1、功放模块单元的认识
我台现运行的3KW调频发射机，其核心功放部件就是由摩托罗拉公司生产的MRF151G功放管，它是一种对管，也是V- MOSFET的其中一种。下图就是其在发射机中的300W基本功放原理图。
MRF151G外形图和电路符号
其中1、2为为漏极D1、D2，3、4栅极G1、G2，5为源极S。MRF151G是一个双推挽N沟道增强型的V-MOSFET场效应管，把特性完全相同的两个管芯封装在同一个底座上，专门用来推挽功率放大，提高输出功率，两个管子的源极是通过底座连接在一起的。它广泛应用于VHF频段的全固态广播电视发射机中。
2、V-MOSFET日常使用中的注意事项
2.1 管脚的检测
在我们实际使用中，经常把管子拿出来用，却分辨不清管子的各管脚，所以在使用前就测准各管脚的极性。
首先，测量前，先把人体对地短路后，才能触碰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。
然后，判断电极。将万用表拔于R×100档。首先确定栅极，若某脚与其它两个管脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔更新测量，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，黑表笔接的就是漏极D，红表笔接的就是源极S。
最后，检测放大能力。将G极悬空，黑表笔接D极，线表笔接S极，然后用手指触摸G极，表针应有较大的偏转，证明管子放大能力良好。双栅极MOS管应该有两个栅极G1、G2，可用手分别触碰两个栅极，其中偏转较大的那个为G2极，MRF151G就是这种双栅极管了。
2.2 MOS管的焊接
MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，最高可达1015欧姆，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，将管子损坏，焊接时应该切记小心。
焊接时，首先用吸锡器将焊锡吸净，将损坏的管子拆下，并把电路板焊锡处理平，把安装管子的散热部分处理干净。
然后带上防静电手镯或人体接地，将管子底板涂上薄薄一层导热硅脂，放在电路上，用螺钉拧紧。
最后用防静电烙铁先焊漏极，再焊源极，最后焊栅极。如果没有防静电烙铁，可将烙铁烧热，拔掉电源，再焊接。
管子要保存在导电泡沫塑料袋中，切记自行放置，也可以用线铜线将各管脚连接在一起，或用锡纸包装。
V-MOSFET应用已越来越广泛，对其有充分的认识，将会有助于在实际工作中的使用。
参考文献：
[1] 戈德锐，康亚男，杨明等. 广播电视村村通实用技术手册[M]. 中国广播电视出版社，2007.
[2] 杨长春主编. 电子报[J]. 电子科技大学出版社，2010.
[3] 纪静波. 低频电子线路[M]. 机械工业出版社，2009.
[4] 江 澄主编. 广播与电视技术[J]. 中国广播电视出版社，2011，38卷 1期.