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結場效應管結構與符號-結場效應管測量步驟與方法-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-06-11 

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結場效應管,結場效應管測量

結場效應管介紹

結場效應管,JFET是在同一塊N形半導體上制作兩個高摻雜的P區,并將它們連接在一起,所引出的電極稱為柵極g,N型半導體兩端分別引出兩個電極,分別稱為漏極d,源極s。結型場效應晶體管是一種具有放大功能的三端有源器件,是單極場效應管中最簡單的一種,它可以分N溝道或者P溝道兩種。


結場效應管測量方法

以下是結場效應管測量方法以指針式萬用表為例,若使用數字式萬用表,注意紅黑表筆與內電池的連接剛好相反。


1、用萬用表測量判斷結型場效應管的管腳(電極)

測試電路示意圖如圖1所示,由管子結構可知(可參考《什么是結型場效應管,它的原理是什么》一文),柵極G到漏極D與源極S之間為兩個PN結。而漏、源極之間是對稱結構,呈純電阻性,即正反向電阻基本相等,根據這一特點用萬用表便可很容易判斷各電極(管腳)。


方法是:在不知管型的情況下,首先確定漏、源極,再確定柵極。


結場效應管,結場效應管測量

圖1 用萬用表測試結型聲效應管管腳(極性)


萬用電表置R×1k檔,然后反復測試管子的三個電極,只要其中兩腳的正、反向測試電阻值相等,約為幾千歐姆時,這兩個極必定是漏、源極。當然為了驗證還得確定剩下那只腳是柵極,該腳對漏、源極中任一腳的正、反向電阻應是不一樣大的(PN結),若—樣,說明該管是壞的。


當用黑表筆與柵極相接,再用紅表筆分別去觸碰另外兩個極,若兩次測出的電阻均較?。◣字潦畮赘蓺W),說明測的是PN結的正向電阻,被測管屬于N溝道場效應管。若兩次鍘出的電阻均很大,說明測的是PN結的反向電阻,被測管屬于P溝道場效應管。

源極與漏極可以互換使用,故無必要再區分了。


2、結型場效應管放大能力的測量

如圖2所示,以測量N溝道場效應管為例,萬用表量R×1k擋,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S,給場效應管加上1.5V的正向電源電壓。此時表針指示出的是漏源極間的電阻值。然后用手指捏住柵極G,將人體的50Hz感應電壓作輸入信號加到柵極上,控制PN結耗盡層和溝道的寬度,由于管于的放大作用,共VDS和ID均會發生變化,也即漏、源極間的電阻發生變化,在表頭上可觀察到指針有較大幅度的擺動,由此說明該管的放大能力較強,如果指針擺動的幅度較小,則表明管子的放大能力弱,如果根本不擺動.表明管子已無放大能力,不能使用。


結場效應管,結場效應管測量

圖2 結型場效應管放大能力的測量


在測試中請注意,因人體感應的50Hz交流電壓較大(幾十伏),并且不同的場效應管在使用歐姆檔測量時的工作點可能不一樣(工作于飽和區或非飽和區),所以用手捏柵極測量時,指針可能向右偏轉偏轉(RDS減?。?,也可能向左偏轉(RDS增大),均屬于正?,F象。經驗表明,多數管于的RDS是增大的,即指針—般向左偏轉,少數管子的RDS減小,指針向右偏轉,另外,指針偏轉后還可能有微微擺動.這與手捏柵極的松緊程度和感應電壓大小變化有關,也屬于正?,F象??傊?,無論指針擺動方向如何,只要有較大的擺動,就證明管于具有放大能力,且擺動幅度越大。放大能力越強。


測試時還應注意:由于每測試一次,其柵、源PN結上都會充上少量電荷,建立起電壓VDS,此時如果再行測試時表針有可能不擺動,對此應將G-S極間短路一下,一則便于再次測試;二則有利于管子的安全存放。

測試結型好效應管的放大能力,還可以參照測試晶體三極管放大能力的有關方法進行(參考《用萬用表測試晶體三極管的電流放大系數β》,在此不再敘述。


3、測試結型場效應管的好壞

萬用表置于R×1k檔,先測試PN結的正反向電阻,對于N溝道管來說,用黑表筆接柵極;用紅表筆分別去接漏極和源極,如果測試出的兩個正向電阻值都較?。s為幾千歐),再交換表筆測出的兩個反向電阻值都很大,就說明PN結是好的,可以使用;如果發現正反向電阻很?。ń咏诹悖?、很大或大小接近時,說明管子已壞,不能再用。


測量P溝道時交換表筆披上述方法判別即可。然后測試管于的漏、源極間電阻RDS,萬用表檔位不變,如果測得漏、源極間電阻都一樣大,約為幾千歐,說明導電溝道是良好的;如果測得電阻RDS很大,說明導電溝道內部開路,如果RDS很小接近于零,說明內部擊穿短路,均不能用。


4.測量結型場效應管的主要參數

結型場效應管的伏安特性曲線如圖3所示,圖中虛線左側為不飽和區,右側為飽和區。結型場效應管在作為放大器作用時,通常都工作于飽和區。在飽和區范圍內,當電壓VDS變化時,電流Io的變化不明顯,即是說漏極電流ID基本上與漏極電壓VDS無關,ID只隨柵極電壓VGS的變化而變化。在零偏壓時,跨導gm(類似于放大倍數)有最大值gmo,我們稱名。為零偏壓跨導,它與通導電阻Ron成反比關系,即:gmo=1/Ron通導電阻是指在VGS=0,VDS又較小時的溝道電阻。


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(1)測量通導電阻Ron和零偏壓跨導gmo  測量通導電阻Ron的電路如圖4所示,將柵極G與源極S短路,使VGS=0,管子處于零偏壓狀態。萬用表置R×100檔,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S(對于P溝道管表筆反按),這時測出的電阻值即為通導電阻Ron,Ron約為幾百歐到幾千歐。然后將測出的Ron值代入公式gmo=1/Ron即可求出零偏壓跨導。例如,測試—只N溝道結型場效應管3DJ2,萬用表仍置于×100擋測得Ron=600Ω,代入上式:


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圖4 測量結型場效應管導通電阻


(2)測量夾斷電壓VP

所謂夾斷電壓,即是指當漏極電流ID→0(如ID=luA)時,加在柵源極間的電壓VGS,此時VGS=VP(圖3特性曲線中VP=-2.5V)。

夾斷電壓的測試電路如圖5所示,用雙表法(表型不相同也可以)測量,兩表均置于R×10k檔,萬用表1的黑表筆接管于(N溝道)的源極S,紅表筆經過電位器W滑動觸頭接管子的柵極G,這樣利用萬用表內電池(9V)給柵一源極加上反偏電壓VGS。表2的黑表筆接管子的漏極D,紅表筆接管子的源極S,這樣利用萬用表內電池(9V)給管子加上正向工作電壓。


電位器W起著分壓作用,通過調整其滑動觸頭使可改變電壓VGS,以實現對漏極電流ID的控制。這里電位器取100kΩ,正好等于500型萬用表R×10k檔的歐姆中心值,因此電位器兩端的電壓Vw=E1/2=4.5V。測量方法是;調整電位器W,同時觀察表2指針的偏轉情況,當指針向左偏轉到1格(約18uA)左右時停止調整W,這時取下電位器,分別測出R1、R2的大小,然后根據下面公式就可以計算出夾斷電壓VP(=VGS)的值:


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實際測試中只需測出R2的值并代入上式就可以求出夾斷電壓了。對于測試P溝道管應將兩只萬用表的表筆交換。另外,如果手頭只有一只萬用表時,可以用內阻很低的直流電源代替第一只萬用表進行測量,此時電位器盡量取得大—點,使其兩端的電壓降近似等于外加直流電源電壓。


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結場效應管構造與符號

結型場效應管的構造表示圖及其表示符號如圖2-31所示。


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在圖2-31(a)中,s表示Source,源極;D表示Drain,漏極;G表示Gate,柵極。在漏極和源極之間加上一個正向電壓后,N型嗲電子半導體中的多數載流子(電子)便能夠導電了。這種導電溝道是N型的場效應管,稱為N溝道結型場效應管。


圖2-31 (b)中的場效應管在P型硅棒的兩側制成了高摻雜的N型區(N+),其導電溝道為P型,多數載流子為空穴。



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