場效應管測量方法 |
| 絕緣柵型場效應管(MOSFET)除了放大能力稍弱，在導通電阻、開關速度、噪聲及抗干擾能力等方面較雙極型三極管均有著明顯的優(yōu)勢。 其中的大多數(shù)場效應管管，尤其是功率型場效應管管，內(nèi)部集成有完好的保護電路，使用起來與雙極型三極管一樣方便。不過，保護單元的存在卻又使得場效應管內(nèi)部結構變得更加復雜，測量方法也與傳統(tǒng)雙極型三極管差不多。 一、基本類型MOS管測試 MOS管內(nèi)部的保護環(huán)節(jié)有多種類型，這就決定了測量過程存在著多樣性，常見的NMOS管內(nèi)部結構如圖1、圖2所示。   圖1、圖2所示NMOS管的D-S間均并聯(lián)有一只寄生二極管(InternalDiode)。與圖1稍有不同，圖2所示NMOS管的G-S之間還設計了一只類似于雙向穩(wěn)壓管的元件"保護二極管"，由于保護二極管的開啟電壓較高，用萬用表一般無法測量出該二極管的單向導電性。因此，這兩種管子的測量方法基本類似，具體測試步驟如下： 1．MOS管柵極與漏、源兩極之間絕緣阻值很高，因此在測試過程中G-D、G-S之間均表現(xiàn)出很高的電阻值。而寄生二極管的存在將使D、S兩只管腳間表現(xiàn)出正反向阻值差異很大的現(xiàn)象。選擇指針萬用表的R×1kΩ擋，輪流測試任意兩只管腳之間的電阻值。當指針出現(xiàn)較大幅度偏轉時，與黑筆相接的管腳即為NMOS管的S極，與紅筆相接的管腳為漏極D，剩余第3腳則為柵極G，如 圖3所示。 2．短接G、D、S三只電極，泄放掉G-S極間等效結電容在前面測試過程中臨時存儲電荷所建立起的電壓UGS。圖2所示MOS管的G-s極間接有雙向保護二極管，可跳過這一步。 3．萬用表電阻擋切換到的R×10kΩ擋(內(nèi)置9V電池)后調(diào)零。將黑筆接漏極D、紅筆接源極S，經(jīng)過上一步的短接放電后，UGS降為0V，MOS管尚未導通，其D-S間電阻RDS為∞，故指針不會發(fā)生偏轉，如 圖4所示。   4．有以下兩種方法能夠對MOS管的質量與性能好壞作出準確的判斷：第一種方法： ①用手指碰觸G-D極，此時指針向右發(fā)生偏轉，如圖3所示。手指松開后，指針略微有些擺動。   圖2所示MOS管的G-S間接有保護二極管，手指撤離G-D極后即使不去接觸G-S極，指針也將自動回到電阻∞的位置。值得注意的是，測試過程中手指不要接觸與測試步驟不相關的管腳，包括與漏極D相連的散熱片，避免后續(xù)測量過程中因萬用表指針偏轉異常而造成誤判。第二種方法： ①用紅筆接源極S，黑筆接柵極G，對G-S之間的等效結電容進行充電，此時可以忽略萬用表指針的輕微偏轉，如圖7所示。
③交換黑筆與紅筆的位置，萬用表所指示的電阻值基本不變，說明此時MOS管的D-S極已經(jīng)導通。當前萬用表所指示的電阻值近似為D-S極導通電阻RDS(on)。因測試條件所限，這里得到的RDS(on)值往往比手冊中給出的典型值偏大。 對于圖2所示的。MOS管，因G-S間保護二極管的存在，萬用表指針在接近零刻度位置后，將自動回復到電阻∞位置。 5．放大能力(跨導)的估測 判斷NMOS管跨導性能時，選擇萬用表的R×10kΩ電阻擋，此時表內(nèi)電壓較高。對于垂直溝道的VMOS管(如2SJ353)，用R×1kΩ擋即可完成所有的測試功能。 將萬用表紅表筆接源極S、黑表筆接漏極D，相當于在D-S之間加上一個9V的電壓。此時柵極開路，當用手指或鑷子接觸柵極G并停頓幾秒時，指針會緩慢地偏轉到滿刻度的1／3～1／2處。指針偏轉角度越大，MOS管的跨導值越高。如果被測管的跨導很小，用此法測試時指針偏轉幅度很小。 二、特殊小功率MOS管的測試 圖1所示MOS管在目前使用較廣，典型器件如NMOS型的IRF740、IRF830、PMOS型的IRF9630等。圖2所示的MOS管以NMOS型居多，2SKl548、FS3KMl6A為這類MOS器件的典型代表。此外，還有一類比較特殊的MOS管，這類MOS管的柵極G在并聯(lián)保護二極管的同時還集成有一只電阻，結構如圖9所示。 圖9所示的MOS管在小功率器件中采用較多，如常見的2SK1825。這類NMOS管與前述兩種MOS管的測試方法區(qū)別較大，正確的測試步驟如下： 1．切換到萬用表的R×1kΩ擋，將黑筆與某只引腳相接，紅筆分別與其余兩只引腳相接進行阻值測量，若兩次測試過程中指針均出現(xiàn)較大幅度的偏轉，則與黑筆相連的管腳即為源極S。這主要是由于MOS管內(nèi)部集成有兩只保護二極管的緣故。 ?、偌僭O剩余管腳中的某一只為漏極D并將其與黑筆相接，紅筆則接假設的柵極G； ?、谟檬种改笞〖僭O的柵極G與漏極D，觀察指針的偏轉情況。若指針偏轉幅度較大，則與黑筆相接的管腳即為漏極D，與紅筆相接的則為柵極，測試原理如圖10所示。 三、型號不明的MOS管的測量 PMOS管的測量原則和方法與NMOS管類似，在測量過程中應注意將表筆的順序顛倒。 但是，對于型號不明的MOS管，通過檢測單向導電性往往只能判斷出其中哪一只管腳為柵極，而不能直接識別管子的極性和D、S極。對此，合理的測試方法如下： 1、萬用表取R×1kΩ擋，在觀察到單向導電性之后，交換兩只表筆的位置； 2、將萬用表切換至R×10kΩ擋，保持黑筆不動，將紅筆移到柵極G停留幾秒后再回到原位，若指針出現(xiàn)滿偏，則該元件為PMOS管，且黑筆所接管腳為源極S、紅筆所接為漏極D； 3、若第2步指針沒有發(fā)生大幅度偏轉，則保持紅筆位置不變，將黑筆移到柵極G停留幾秒后回到原位，若指針滿偏則管子類型為NMOS，黑筆所接管腳為漏極D、紅筆所接為源極S。 MOS管的種類較多，測試方法也不盡相同，實際工作中需要在充分掌握上述測試原則的基礎上靈活地選擇合適的測試方法。 場效應管好壞的測量
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