场效应管各个参数符号
Cds…漏•源电容 Cdu…漏-衬底电容 Cgd-.栅.源电容 Cgs---漏■源电容
Ciss-栅短路共源输入电容 Coss—栅短路共源输出电容
Crss…栅短路共源反|何传输电容
D--.占空比(占空系数,外电路参数)
di/dt—电流上升率(外电路参数) dv/dt—电压上升率(外电路参数) ID---漏极电流(直流)
IDM—漏极脉冲电流 ID(on)—通态漏极电流
IDQ---静态漏极电流(射频功率管) IDS—漏源电流
IDSM--最大漏源电流
IDSS…栅.源短路时,漏极电流
IDS(sat)—沟道饱和电流(漏源饱和电流) IG--.栅极电流(直流) IGF—jElnJ栅电流 IGR—反向栅电流
IGDO…源极开路时,截止栅电流 IGSO-漏极开路时,截止栅电流 IGM—栅极脉冲电流 IGP-W极峰值电流 IF---二极管正向电流
1GSS…漏极短路时截止栅电流 IDSS1--对管第一管漏源饱和电流
IDSS2…对管第二管漏源饱和电流 lu---衬底电流
Ips-电流脉冲峰值(外电路参数) gfs…正向跨导 Gp---功率增益
Gps-.-共源极中和高频功率增益 GpG-共栅极+和高频功率增益
GPD-共漏极中和高频功率增益 ggd…栅漏电导 gds-.-漏源电导 K-失调电压温度系数 Ku…传输系数
L--负载电感(外电路参数) LD…漏极电感
Ls---源极电感
rDS-・.漏源电阻
rDS(on)..-漏源通态电阻 rDS(of)…漏源断态电阻 rGD---栅漏电阻
rGS—栅源电阻
Rg・--栅极外接电阻(外电路参数) RL—负载电阻(外电路参数) R(th)jc...结壳热阻 R(th)ja—结环热阻 PD--漏极耗散功率
PDM—漏极最大允许耗散功率PIN-输入功率 POUT—输出功率
PPK…脉冲功率峰值(外电路参数) to(on)…开通延迟时间 td(off)---关断延迟时间 ti 一上升时间 ton开通时间 toff…关断时间 tf---下降时间 trr---反向恢复时间 Tj—结温
Tjm—最大允许结温 Ta—M、境温度 Tc---管壳温度
Tstg---贮成温度
VDS--漏源电压(直流) VGS-栅源电压(直流)
VGSF-正向栅源电压(直流) VGSR—反向栅源电压(宜流)
VDD--.漏极(直流)电源电压(外电路参数) VGG-W极(直流)电源电压(外电路参数) Vss-.源极(直流)电源电压(外电路参数) VGS(th)…开启电压或阀电压 V (BR) DSS—漏源击穿电压
V (BR) GSS—漏源短路时栅源击穿电压 VDS(on)—漏源通态电压 VDS(sat)—漏源饱和电压 VGD..・栅漏电压(直流) Vsu--■源衬底电压(直流) VDu—漏衬底电压(直流) VGu—栅衬底电压(直流) Zo.■•驱动源内阻
n…漏极效率(射频功率管) Vn—噪声电压
alD…漏极电流温度系数 ards---漏源电阻温度系数
场效应管的特征参数
1. 直流参数
饱和漏极电流IDSS它可定义为:当栅、源极之间的电压等于零,而漏、源极之间的电压大 于夹断电压时,对应的漏极电流。
夹断电压UP它可定义为:当UDS-定时,使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS 开启电压UT它可定义为:当UDS 一定时,使ID到达某一个数值时所需的UGS 2. 交流参数
低频跨导gm它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。
极间电容场效应管三个电极之间的电容,它的值越小表示管了的性能越好。 3. 极限参数
漏、源击穿电压当漏极电流急剧上升时,产生雪崩击穿时的UDS。
栅极击穿电压 结型场效应管正常工作时,栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态,若电 流过高,则产生击穿现象。
场效应管的测试方案
场效应管除了放大能力稍弱,在导通电阻、开关速度、噪声及抗干扰能力等方面较双 极型三极管均有着明显的优势。
由于输入阻抗极高,MOSFET管栅极微量感应电荷产生的电势足以击穿绝缘层而损坏 器件。过去许多介绍绝缘栅型场效应管的资料中,一般都需要用捆扎(短接)器件的三只管脚, 待MOS管焊接到电路板之后再剪去捆扎线如图1所示,使用非常烦琐。
一、基本类型MOS管测试
MOS管内部的保护环节有多种类型,这就决定了测量过程存在着多样性,常见的
NMOS管内部结构如图3、图4所示 ------- --- ------ H ----------- ---- ----------- o
图3、图4所示NMOS管的D・S间均并联有一只寄生二极管(InternalDiode)o与图3 稍有不同,图4所示NMOS管的G-S之间还设计了一只类似于双向稳压管的元件“保护二
极管”,由于保护二极管的开启电压较高,用万用表一般无法测量出该二极管的单向导电性。 因此,这两种管子的测量方法基木类似,具体测试步骤如下:
1. MOS管栅极与漏、源两极之间绝缘阻值很高,因此在测试过程中G・D、G・S之间 均表现出很高的电阻值。而寄生二极管的存在将使D、S两只管脚间表现出正反向阻值差异 很大的现象。选择指针万用表的RxlkQ挡,轮流测试任意两只管脚之间的电阻值。当指针 出现较大幅度偏转时,与黑笔相接的管脚即为NMOS管的S极,与红笔相接的管脚为漏极 D,剩余第3脚则为栅极G,如图5所示。
2. 短接G、D、S三只电极,池放掉G・S极间等效结电容在前面测试过程中临时存储 电荷所建立起的电压UGSo图4所示MOS管的G・s极间接有双向保护二极管,可跳过这 一步。
3. 万用表电阻挡切换到的RxIOkQ挡(内置9V电池)后调零。将黑笔接漏极D、红笔 接源极S,经过上一步的短接放电后,UGS降为OV, MOS管尚未导通,其D-S间电阻RDS
为叽 故指针不会发生偏转,如图6所示。
4. 有以下两种方法能够对MOS管的质量与性能作出准确的判断:第一种方法: %1 用手指碰触G・D极,此时指针向右发生偏转,如图7所示。手指松开后,指针略微 有一些摆动。
%1 用手指捏住G・S极,形成放电通道,此时指针缓慢|口|转至电阻刃的位置,如图8所
图4所示MOS管的G-S间接有保护二极管,手指撤离G-D极后即使不去接触G-S极, 指针也将自动回到电阻8的位置。值得注意的是,测试过程中手指不要接触与测试步骤不相 关的管脚,包括与漏极D相连的散热片,避免后续测量过程中因万用表指针偏转异常而造
成
误
判
。
第
二
种
方
法
:
①用红笔接源极S,黑笔接栅极G,对G-SZ间的等效结电容进行充电,此时可以忽
RxiOkO
略万用表指针的轻微偏转,如图9所示。
s 3
②切换到Rx1Q挡,换挡后须及时对挡位进行调零。将红笔接到源极S,黑笔移到漏
10所示。
极D,此时MOS管的D・S极导通。根据MOS管类型的不同,万用表指针停留在十儿欧姆
%1 交换黑笔与红笔的位置,万用表所指示的电阻值基本不变,说明此时MOS管的D-S 极已经导通。当前万用表所指示的电阻值近似为D・S极导通电阻RDS(on)。因测试条件所 限,这里得到的RDS(on)值往往比手册中给出的典型值偏大。
对于图4所示的。MOS管,因G・S间保护二极管的存在,万用表指针在接近零刻度 位置后,将日动回复到电阻-位置。
至零点儿欧姆不等的位置,如图
5. 放大能力(跨导)的估测
判断NMOS管跨导性能时,选择万用表的RxIOkQ电阻挡,此时表内电压较高。对于 垂直沟道的VMOS管(如2SJ353),用RxlkQ挡即可完成所有的测试功能。
将万用表红表笔接源极S、黑表笔接漏极D,相当于在D・S之间加上一个9V的电压。 此时栅极开路,当用手指或撮了接触栅极G并停顿几秒时•,指针会缓慢地偏转到满刻度的1 / 3〜1/2处。指针偏转角度越大,MOS管的跨导值越高。如果被测管的跨导很小,用此 法测试时指针偏转幅度很小。
二、特殊小功率MOS管的测试 图3所示MOS管在目前使用较广,典型溶件如NMOS型的IRF740、IRF830. PMOS 型的IRF9630等。图4所示的MOS管以NMOS型居多,2SKI548、FS3KMI6A为这类 MOS器件的典型代表。此外,还有一类比较特殊的MOS管,这类MOS管的栅极G在并
联保护二极管的同时还集成有一只电阻,结构如图11所示。
图11所示的MOS管在小功率器件中采用较多,如常见的2SK1825。这类NMOS管 与前述两种MOS管的测试方法区别较大,正确的测试步骤如下。1.切换到万用表的RxlkQ 挡,将黑笔与某只引脚相接,红笔分别与其余两只引脚相接进行阻值测量,若两次测试过程 中指针均出现较大幅度的偏转,则与黑笔相连的管脚即为源极S。这主要是由于MOS管内 部集成有两只保护二极管的缘故。
2. 为了区分漏极D与栅极G,接下来可参考NPN三极管集电极C与发射极E的识 别程序进行测试:
%1 假设剩余管脚中的某一只为漏极D并将其与黑笔相接,红笔则接假设的栅极G; %1 用手指捏住假设的栅极G与漏极D,观察指针的偏转情况。若指针偏转幅度较大, 则与黑笔相接的管脚即为漏极D,与红笔相接的则为栅极,测试原理如图12所示。
三、型号不明的MOS管的测量
PMOS管的测量原则和方法与NMOS管类似,在测量过程中应注意将表笔的顺序颠 倒。
但是,对于型号不明的MOS管,通过检测单|何导电性往往只能判断出其中哪一只管 脚为栅极,而不能直接识别管了的极性和D、S极。对此,合理的测试方法如下:
1. 万用表取RxlkQ挡,在观察到单向导电性之后,交换两只表笔的位置;
2. 将万用表切换至RxIOkQ挡,保持黑笔不动,将红笔移到栅极G停留几秒后再回 到原位,若指针出现满偏,则该元件为PMOS管,且黑笔所接管脚为源极S、红笔所接为 漏极D;
3. 若第2步指针没有发生大幅度偏转,则保持红笔位置不变,将黑笔移到栅极G停 留儿秒后IE到原位,若指针满偏则管了类型为NMOS,黑笔所接管脚为漏极D、红笔所接 为源极S。