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基极b,目前常见的三极管有硅平面管和锗合金管两种,每种又有PNP和NPN型两类。
三、晶体三极管管脚判别
(2)也可以用舌尖舔住栅极,现
象同上。
(1)试验表明,当两手与D、S极绝缘,只摸栅极时,表针一般向左偏转。
但是,如果两手分别接触D、S极,并且用手指摸住栅极时,
有可能观察到表针向右偏转的情形。
其原因是人体几个部位和电阻对场效应管起到偏置作用,使之进入饱和区。
注意事项:
判断理由:
JFET的输入电阻大于100MΩ,并且跨导很高,当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号,使管子趋于截止,或趋于导通。
若将
人体感应电压直接加在栅极上,由于输入干扰信号较强,上述现象会更加明显。
如表针向左侧大幅度偏转,就意味着管子趋于截止,漏-源极间
电阻RDS增大,漏-源极间电流减小IDS。
反之,表针向右侧大幅度偏转,说明管子趋向导通,RDS↓,IDS↑。
但表针究竟向哪个方向偏转,应视
感应电压的极性(正向电压或反向电压)及管子的工作点而定。
将万用表拨至R×
100档,红表笔任意接一个脚管,黑表笔则接另一个脚
管,使第三脚悬空。
若发现表针有轻微摆动,就证明第三脚为栅极。
欲获得更明显的观察效果,还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚,只
要看到表针作大幅度偏转,即说明悬空脚是栅极,其余二脚分别是源极和漏极。
二、判断结型场效应管的电极
结型场效应晶体管的检测
1.判别电极与管型
用万用表R×
100档或R×
1k档,用黑表笔任接一个电极,用红表笔依次触碰另外两个电极。
若测出某一电极与另外两个电极的阻值均很大(
无穷大)或阻值均较小(几百欧姆至一千欧姆),则可判断黑表笔接的是栅极G,另外两个电极分别是源S和漏极D。
在两个阻值均为高阻值的一次测量中,被测管为P沟道结型场效应晶体管;
在两个阻值均为低阻值的一次测量中,被测管为N沟道结型场效
应晶体管。
也可以任意测量结型场效应晶体管任意两个电极之间的正、反向电阻值。
若测出某两只电极之间的正、反向电阻均相等,且为几千
欧姆,则这两个电极分别为漏极D和源极S,另一个电极为栅极G。
结型场效应晶体管的源极和漏极在结构上具有对称性,可以互换使用。
若测得场效应晶体管某两极之间的正、反向电阻值为0或为无穷大,
则说明该管已击穿或已开路损坏。
2.检测其放大能力
100档,红表笔接场效应管的源极S,黑表笔接其漏极D,测出漏、源极之间的电阻值RSD后,再用手捏信栅极G,万用表指针会
向左或右摆动(多数场效应管的RSD会增大,表针向左摆动;
少数场效应管的RSD会减小,表针向右摆动)。
只要表针有较大幅度的摆动,即说
明被测管有较大的放大能力。
(二)双栅场效应晶体管的检测
1.电极的判别
大多数双栅场效应晶体管的管脚位置排列顺序是相同的,即从场效应晶体管的底部(管体的背面)看,按逆时针方向依次为漏极D、源极S
、栅极G1和栅极G2。
因此,只要用万用表测出漏极D和源极S,即可找出两个栅极。
检测时,可将万用表置于R×
100档,用两表笔分别测任意两引脚之间的正、反向电阻值。
当测出某两脚之间的正、反向电阻均为几十欧姆
至几千欧姆(其余各引脚之间的电阻值均为无穷大),这两个电极便是漏极D和源极S,另两个电极为栅极G1和栅极G2。
2.估测放大能力
100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,在测量漏极D与源极S之间的电阻值RSD的同时,用手指捏住两个栅极,加入人体感应
信号。
若加入人体感应信号后,RSD的阻值由大变小,则说明该管有一定有放大能力。
万用表指针向右摆越大,说明其放大能力越强。
3.判断其好坏
10档或R×
100档,测量场效应晶体管源极S和漏极D之间的电阻值。
正常时,正、反向电阻均为几十欧姆至几千欧姆。
且黑表笔
接漏极D、红表笔接源极S时测得的电阻值较黑表笔接源极S、红表笔接D时测得的电阻值要略大一些。
若测得D、S极之间的电阻值为0或为无穷大
,则说明该管已击穿损坏或已开路损坏。
用万用表R×
10k档,测量其余各引脚(D、S之间除外)的电阻值。
正常时,栅极G1与G2、G1与D、G1与
S、G2与D、G2与S之间的电阻值均应为无穷大。
若测得阻值不正常,则说明该管性能变差或已损坏。
(三)VMOS大功率场效应晶体管的检测
1.判别各电极与管型
100档,测量场效应晶体管任意两引脚之间的正、反向电阻值。
其中一次测量中两引脚的电阻值为数百欧姆,这时两表笔所接
的引脚为源极S和漏极D,而另一引脚为栅极G。
再用万用表R×
10k档测量两引脚(漏极D与源极S)之间的正、反向电阻值。
正常时,正向电阻值为2kΩ左右,反向电阻值大于500kΩ。
在测量反向电阻值时,红表笔所接引脚不动,黑表笔脱离所接引脚后,先与栅极G触碰一下,然后再去接原引脚,观察万用表读数的变化情
况。
若万用表读数由原来较大阻值变为0,则此红表笔所接的即是源极S,黑表笔所接为漏极D。
用黑表笔触发栅极G有效,说明该管为N沟道场效
应管。
若万用表读数仍为较大值,则黑表笔接回原引脚不变,改用红表笔去触碰栅极G后再接回原引脚,若此时万用表读数由原来阻值较大变为
0,则此时黑表笔接的为源极S,红表笔接的是漏极D。
用表红笔触发栅极G有效,说明该管为P沟道场效应晶体管。
2.判别其好坏
1k档或R×
10k档,测量场效应管任意两脚之间的正、反向电阻值。
正常时,除漏极与源极的正向电阻值较小外,其余各引脚之
间(G与D、G与S)的正、反向电阻值均应为无穷大。
若测得某两极之间的电阻值接近0Ω,则说明该管已击穿损坏。
另外,还可以用触发栅极(P沟道场效应晶体管用红表笔触发,N沟道场效应管用黑表笔触发)的方法来判断场应管是否损坏。
若触发有效
(触发栅极G后,D、S极之间的正、反向电阻均变为0),则可确定该管性能良好。
3.估测其放大能力
N沟道VMOS场效应晶体管,可用万用表(R×
1k档)的黑表笔接源极S,红表笔接漏极D,此时栅极G开路;
万用表指示电阻值较大。
再用手指
接触栅极G,为该极加入人体感应信号。
若加入人体感应信号后,万用表指针大幅度地偏转,则说明该管具有较强的放大能力。
若表针不动或偏
转幅度不大,则说明该管无放大能力或放大能力较弱。
应该注意的是,此检测方法对少数内置保护二极管的VMOS大功率场效应晶体管不适用。
怎样判断场效应管的性能好坏
用指针式万用表对场效应管进行判别
(1)用测电阻法判别结型场效应管的电极
根据场效应管的结正、反向电阻值不一样的现象,可以判别出结型场效应管的三个电极。
具体方法:
1k档上,任选两个电极
,分别测出其正、反向电阻值。
当某两个电极的正、反向电阻值相等,且为几千欧姆时,则该两个电极分别是漏极D和源极S。
因为对结型场效
应管而言,漏极和源极可互换,剩下的电极肯定是栅极G。
也可以将万用表的黑表笔(红表笔也行)任意接触一个电极,另一只表笔依次去接
触其余的两个电极,测其电阻值。
当出现两次测得的电阻值近似相等时,则黑表笔所接触的电极为栅极,其余两电极分别为漏极和源极。
若两
次测出的电阻值均很大,说明是PN结的反向,即都是反向电阻,可以判定是N沟道场效应管,且黑表笔接的是栅极;
若两次测出的电阻值均
很小,说明是正向PN结,即是正向电阻,判定为P沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
若不出现上述情况,可以调换黑、红表笔按上述方
法进行测试,直到判别出栅极为止。
(2)用测电阻法判别场效应管的好坏
测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是
否相符去判别管的好坏。
首先将万用表置于R×
10或R×
100档,测量源极S与漏极D之间的电阻,通常在几十欧到几千欧范围(
在手册中可知,各种不同型号的管,其电阻值是各不相同的),如果测得阻值大于正常值,可能是由于内部接触不良;
如果测得阻值是无穷大
,可能是内部断极。
然后把万用表置于R×
10k档,再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值,当测得其各项电阻值
均为无穷大,则说明管是正常的;
若测得上述各阻值太小或为通路,则说明管是坏的。
要注意,若两个栅极在管内断极,可用元件代换法进行
检测。
(3)用感应信号输人法估测场效应管的放大能力
用万用表电阻的R×
100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,给场效应管加上1.5V的电源电压,此时表针指示出的漏源极间的电
阻值。
然后用手捏住结型场效应管的栅极G,将人体的感应电压信号加到栅极上。
这样,由于管的放大作用,漏源电压VDS和漏极电流Ib都要
发生变化,也就是漏源极间电阻发生了变化,由此可以观察到表针有较大幅度的摆动。
如果手捏栅极表针摆动较小,说明管的放大能力较差;
表针摆动较大,表明管的放大能力大;
若表针不动,说明管是坏的。
根据上述方法,我们用万用表的R×
100档,测结型场效应管3DJ2F。
先将管的G极开路,测得漏源电阻RDS为600Ω,用手捏住G极后,表针向左
摆动,指示的电阻RDS为12kΩ,表针摆动的幅度较大,说明该管是好的,并有较大的放大能力。
运用这种方法时要说明几点:
首先,在测试场效应管用手捏住栅极时,万用表针可能向右摆动(电阻值减小),也可能向左摆动(电阻值增加)。
这是由于人体感应的交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同(或者工作在饱和区或者在不饱和区)所致,试
验表明,多数管的RDS增大,即表针向左摆动;
少数管的RDS减小,使表针向右摆动。
但无论表针摆动方向如何,只要表针摆动幅度较大,就说
明管有较大的放大能力。
第二,此方法对MOS场效应管也适用。
但要注意,MOS场效应管的输人电阻高,栅极G允许的感应电压不应过高,所以
不要直接用手去捏栅极,必须用于握螺丝刀的绝缘柄,用金属杆去碰触栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极,引起栅极击穿。
第三,每次
测量完毕,应当G-S极间短路一下。
这是因为G-S结电容上会充有少量电荷,建立起VGS电压,造成再进行测量时表针可能不动,只有将G-S极
间电荷短路放掉才行。
(4)用测电阻法判别无标志的场效应管
首先用测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚,也就是源极S和漏极D,余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。
把先用两表笔测的源极S
与漏极D之间的电阻值记下来,对调表笔再测量一次,把其测得电阻值记下来,两次测得阻值较大的一次,黑表笔所接的电极为漏极D;
红表
笔所接的为源极S。
用这种方法判别出来的S、D极,还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证,即放大能力大的黑表笔所接的是D极;
红表笔所接地是8极,两种方法检测结果均应一样。
当确定了漏极D、源极S的位置后,按D、S的对应位置装人电路,一般G1、G2也会依次
对准位置,这就确定了两个栅极G1、G2的位置,从而就确定了D、S、G1、G2管脚的顺序。
(5)用测反向电阻值的变化判断跨导的大小
对VMOSN沟道增强型场效应管测量跨导性能时,可用红表笔接源极S、黑表笔接漏极D,这就相当于在源、漏极之间加了一个反向电压。
此时栅极是开路的,管的反向电阻值是很不稳定的。
将万用表的欧姆档选在R×
10kΩ的高阻档,此时表内电压较高。
当用手接触栅极G时,会
发现管的反向电阻值有明显地变化,其变化越大,说明管的跨导值越高;
如果被测管的跨导很小,用此法测时,反向阻值变化不大。
二、.场效应管的使用注意事项
(1)为了安全使用场效应管,在线路的设计中不能超过管的耗散功率,最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限值。
(2)各类型场效应管在使用时,都要严格按要求的偏置接人电路中,要遵守场效应管偏置的极性。
如结型场效应管栅源漏之间是PN结,N沟
道管栅极不能加正偏压;
P沟道管栅极不能加负偏压,等等。
(3)MOS场效应管由于输人阻抗极高,所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路,要用金属屏蔽包装,以防止外来感应电势将栅极击穿。
尤其要
注意,不能将MOS场效应管放人塑料盒子内,保存时最好放在金属盒内,同时也要注意管的防潮。
(4)为了防止场效应管栅极感应击穿,要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地;
管脚在焊接时,先焊源极;
在连
入电路之前,管的全部引线端保持互相短接状态,焊接完后才把短接材料去掉;
从元器件架上取下管时,应以适当的方式确保人体接地如采用
接地环等;
当然,如果能采用先进的气热型电烙铁,焊接场效应管是比较方便的,并且确保安全;
在未关断电源时,绝对不可以把管插人电路
或从电路中拔出。
以上安全措施在使用场效应管时必须注意。
(5)在安装场效应管时,注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;
为了防管件振动,有必要将管壳体紧固起来;
管脚引线在弯曲时,应当大
于根部尺寸5毫米处进行,以防止弯断管脚和引起漏气等。
对于功率型场效应管,要有良好的散热条件。
因为功率型场效应管在高负荷条件下运用,必须设计足够的散热器,确保壳体温度不超过额定值
,使器件长期稳定可靠地工作。
总之,确保场效应管安全使用,要注意的事项是多种多样,采取的安全措施也是各种各样,广大的专业技术人员,特别是广大的电子爱好者,
都要根据自己的实际情况出发,采取切实可行的办法,安全有效地用好场效应管。
三.VMOS场效应管
MOS场效应管(VMOSFET)简称VMOS管或功率场效应管,其全称为V型槽MOS场效应管。
它是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。
它
不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(≥108W)、驱动电流小(0.1μA左右),还具有耐压高(最高1200V)、工作电流大(1.5A~100A)、输
出功率高(1~250W)、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。
正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身,因此在电压放大器(电压
放大倍数可达数千倍)、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。
VMOS场效应功率管具有极高的输入阻抗及较大的线性放大区等优点,尤其是其具有负的电流温度系数,即在栅-源电压不变的情况下,导通电流
会随管温升高而减小,故不存在由于“二次击穿”现象所引起的管子损坏现象。
因此,VMOS管的并联得到广泛应用。
众所周知,传统的MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上,其工作电流基本上是沿水平方向流动。
VMOS管则不同,从
图1上可以看出其两大结构特点:
第一,金属栅极采用V型槽结构;
第二,具有垂直导电性。
由于漏极是从芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水
平流动,而是自重掺杂N+区(源极S)出发,经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区,最后垂直向下到达漏极D。
电流方向如图中箭头所示,因为流通截
面积增大,所以能通过大电流。
由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层,因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。
国内生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等,典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。
下面介绍检测VMOS管的方法。
1.判定栅极G
将万用表拨至R×
1k档分别测量三个管脚之间的电阻。
若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大,并且交换表笔后仍为无穷大,则证明此脚为G
极,因为它和另外两个管脚是绝缘的。
2.判定源极S、漏极D
由图1可见,在源-漏之间有一个结,因此根据结正、反向电阻存在差异,可识别S极与D极。
用交换表笔法测两次电阻,其中电阻值较低(一
般为几千欧至十几千欧)的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极。
3.测量漏-源通态电阻RDS(on)
将G-S极短路,选择万用表的R×
1档,黑表笔接S极,红表笔接D极,阻值应为几欧至十几欧。
由于测试条件不同,测出的RDS(on)值比手册中给出的典型值要高一些。
例如用500型万用表R×
1档实测一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)
=3.2W,大于0.58W(典型值)。
4.检查跨导
将万用表置于R×
1k(或R×
100)档,红表笔接S极,黑表笔接D极,手持螺丝刀去碰触栅极,表针应有明显偏转,偏转愈大,管子的跨导愈高。
(1)VMOS管亦分N沟道管与P沟道管,但绝大多数产品属于N沟道管。
对于P沟道管,测量时应交换表笔的位置。
(2)有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管,本检测方法中的1、2项不再适用。
(3)目前市场上还有一种VMOS管功率模块,专供交流电机调速器、逆变器使用。
例如美国IR公司生产的IRFT001型模块,内部有N沟道、P沟道管各三只,构成三相桥式结构。
(4)现在市售VNF系列(N沟道)产品,是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管,其最高工作频率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信号低频跨导gm=2000μS。
适用于高速开关电路和广播、通信设备中。
(5)使用VMOS管时必须加合适的散热器后。
以VNF306为例,该管子加装140×
140×
4(mm)的散热器后,最大功率才能达到30W。
(6)多管并联后,由于极间电容和分布电容相应增加,使放大器的高频特性变坏,通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。
为此,并联复合管管子一般不超过4个,而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。
效应晶体管的检测经验介绍慧聪电子元器件商务网 2003-07-157:
00:
33
(一)结型场效应晶体管的检测1.判别电极与管型用万用表R×
若测出某一电极与另外两个电极的阻值均很大(无穷大)或阻值
均较小(几百欧姆至一千欧姆),则可判断黑表笔接的是栅极G,另外两个电极分别是源S和漏极D。
在两个阻值均为高阻值的一次测量中,被测
管为P沟道结型场效应晶体管;
在两个阻值均为低阻值的一次测量中,被测管为N沟道结型场效应晶体管。
也可以任意测量结型场效应晶体管任
意两个电极之间的正、反向电阻值。
若测出某两只电极之间的正、反向电阻均相等,且为几千欧姆,则这两个电极分别为漏极D和源极S,另一
个电极为栅极G。
结型场效应晶体管的源极和漏极在结构上具有对称性,可以互换使用。
若测得场效应晶体管某两极之间的正、反向电阻值为0
或为无穷大,则说明该管已击穿或已开路损坏。
2.检测其放大能力用万用表R×
100档,红表笔接场效应管的源极S,黑表笔接其漏极D,测出
漏、源极之间的电阻值RSD后,再用手捏信栅极G,万用表指针会向左或右摆动(多数场效应管的RSD会增大,表针向左摆动;
少数场效应管的
RSD会减小,表针向右摆动)。
只要表针有较大幅度的摆动,即说明被测管有较大的放大能力。
也可用图7-16所示的测试电路来检测结型场效应
晶体管的放大能力(以N沟道场效应晶体管为例)。
将万用表置于10V直流电压档,表红笔接漏极D,黑表笔接源极S。
调节电位器RP,看万用表
指示的电压值是否变化。
在调节RP过程中,万用表指示的电压值变化越大,则说明该管的放大能力越强。
若在调节RP时,万用表的指针变化不
大,则说明该管的放大能力很小或已失去放大能力。
(二)双栅场效应晶体管的检测1.电极的判别大多数双栅场效应晶体管的管脚位置排列
顺序是相同的,即从场效应晶体管的底部(管体的背面)看,按逆时针方向依次为漏极D、源极S、栅极G1和栅极G2,如图7-17所示。
因此,只
要用万用表测出漏极D和源极S,即可找出两个栅极。
检测时,可将万用表置于R×
当测出某两脚之间的正、反向电阻均为几十欧姆至几千欧姆(其余各引脚之间的电阻值均为无穷大),这两个电极便是漏极D和源极S,另两个
电极为栅极G1和栅极G2。
2.估测放大能力用万用表R×
100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,在测量漏极D与源极S之间的电阻值RSD的同时
,用手指捏住两个栅极,加入人体感应信号。
万用表指针向右摆
越大,说明其放大能力越强。
3.判断其好坏用万用表R×
正常时,正、反向
电阻均为几十欧姆至几千欧姆。
且黑表笔接漏极D、红表笔接源极S时测得的电阻值较黑表笔接源极S、红表笔接D时测得的电阻值要略大一些。
若测得D、S极之间的电阻值为0或为无穷大,则说明该管已击穿损坏或已开路损坏。
10k档,测量其余各引脚(D、S之间除外)的电
正常时,栅极G1与G2、G1与D、G1与S、G2与D、G2与S之间的电阻值均应为无穷大。
(三)VMOS大功率场效应晶体管的检测1.判别各电极与管型用万用表R×
其中
一次测量中两引脚的电阻值为数百欧姆,这时两表笔所接的引脚为源极S和漏极D,而另一引脚为栅极G。
再用万用表R×
10k档测量两引脚(漏极
D与源极S)之间的正、反向电阻值。
在测量反向电阻值时,红表笔所接引脚不动,
黑表笔脱离所接引脚后,先与栅极G触碰一下,然后再去接原引脚,观察万用表读数的变化情况。
若万用表读数由原来较大阻值变为0,则此红
表笔所接的即是源极S,黑表笔所接为漏极D。
用黑表笔触发栅极G有效,说明该管为N沟道场效应管。
若万用表读数仍为较大值,则黑表笔接回
原引脚不变,改用红表笔去触碰栅极G后再接回原引脚,若此时万用表读数由原来阻值较大变为
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