实验场效应晶体管的测试课件

实验二晶体管测试一、实验目的：1．熟悉晶体二极管、三极管和场效应管的主要参数。

2．学习使用万用电表测量晶体管的方法。

3．学习使用专用仪器测量晶体管的方法。

二、实验原理：（一）晶体管的主要参数：晶体管的主要参数分为三类：直流参数、交流参数和极限参数。

其中极限参数由生产厂规定，可以在器件特性手册查到，直接使用。

其它参数虽然在手册上也给出，但由于半导体器件的参数具有较大的离散性，手册所载参数只能是统计大批量器件后得到的平均值或范围，而不是每个器件的实际参数值。

因为使用晶体管时必须知道每个管子的质量好坏和某些重要参数值，所以，测量晶体管是必须具备的技术。

下面结合本次实验内容，简介晶体管的主要参数。

1．晶体二极管主要参数：使用晶体二极管时需要了解以下参数：（1）最大整流电流I F ：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，由手册查得。

（2）正向压降V D ：二极管正向偏置，流过电流为最大整流电流时的正向压降值，可用电压表或晶体管图示仪测得。

（3）最大反向工作电压V R ：二极管使用时允许施加的最大反向电压。

可用电压表或晶体管特性图示仪测得反向击穿电压V(BR) 后，取其1∕2即是。

（4）反向电流I R：二极管未击穿时的反向电流值。

可用电流表测得。

（5）最高工作频率f M ：一般条件下较难测得，可使用特性手册提供的参数。

（6）特性曲线：二极管特性曲线可以直观地显示二极管的特性。

由晶体管特性图示仪测得。

2．稳压二极管主要参数：稳压二极管正常工作时，是处在反向击穿状态。

稳压二极管的参数主要有以下几项：（1）稳定电压V Z：稳压管中的电流为规定电流时，稳压管两端的电压值。

手册虽然给出了每种型号稳压二极管的稳定电压值，但此值的离散性较大，所以手册所给只能是一个范围。

此值必须测定后才能使用稳压二极管。

可用万用电表或晶体管特性图示仪测量。

（2）稳定电流I Z：稳压管正常工作时的电流值，参数手册中给出。

使用晶体管特性图示仪测量此项参数比较方便，可直接观察到稳压管有较好稳压效果时对应的电流值，便是此值。

实验二 场效应晶体管特性的测量与分析一 前言场效应晶体管不同于一般的双极晶体管。

场效应晶体管是一种电压控制器件。

从工作原理看，场效应晶体管与电子管很相似，是通过改变垂直于导电沟道的电场强度去控制沟道的导电能力，因而称为“场效应”晶体管。

场效应晶体管的工作电流是半导体中的多数载流子的漂移流，参与导电的只有一种载流子，故又称“单极型”晶体管。

通常用“FET”表示。

场效应晶体管分为结型场效应管（JFET ）和绝缘栅型场效应管（MISFET ）两大类。

目前多数绝缘栅型场效应应为金属-氧化物-半导体（MOS ）三层结构，缩写为MOSFET 。

本实验对结型、MOS 型场效应管的直流参数进行检测。

场效应管按导电沟道和工作类型可分为：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧耗尽型沟沟增强型耗尽型沟增强型耗尽型沟p n JFET p n MOSFET FET 检测场效应管特性，可采用单项参数测试仪或综合参数测试仪。

同时，场效应管与双极管有许多相似之处，故通常亦采用XJ4810半导体管图示仪检测其直流参数。

本实验目的是通过利用XJ4810半导体管图示仪检测场效应管的直流参数，了解场效应管的工作原理及其与双极晶体管的区别。

二 实验原理1. 实验仪器实验仪器为XJ4810图示仪，与测量双极晶体管直流参数相似，但由于所检测的场效应管是电压控制器件，测量中须将输入的基极电流改换为基极电压，这可将基极阶梯选择选用电压档（伏/级）；也可选用电流档（毫安/级），但选用电流档必须在测试台的B-E 间外接一个电阻，将输入电流转换成输入电压。

测量时将场效应管的管脚与双极管脚一一对应，即G （栅极）→ B （基极）；S （源极）→ E （发射极）；D （漏极）→ C （集电极）。

值得注意的是，测量MOS 管时，若没有外接电阻，必须避免阶梯选择直接采用电流档，以防止损坏管子。

另外，由于场效应管输入阻抗很高，在栅极上感应出来的电荷很难通过输入电阻泄漏掉，电荷积累会造成电位升高。

场效应管百科名片场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。

由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。

它属于电压控制型半导体器件。

具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

目录基本特点工作原理主要参数型号命名主要作用试验测试分类简介测量方法基本特点工作原理主要参数型号命名主要作用试验测试分类简介测量方法∙判断方法∙产品特性∙电气特性∙参数符号∙注意事项∙使用优势∙应用领域∙应用特点展开编辑本段基本特点场效应管属于电压控制元件，这一点类似于电子管的三极管，但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有如下特点：场效应管（1）场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID；（2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。

（3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好；（4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；（5）场效应管的抗辐射能力强；（6）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。

编辑本段工作原理场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的ID，用以门极与沟道间的pn结形成的反偏的门极电压控制ID”。

更正确地说，ID 流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。

在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很场效应管大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流ID流动。

从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID饱和。

将这种状态称为夹断。

这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。

在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。

实验二功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．MOSFET主要参数：开启阀值电压VGS(th),跨导gFS,导通电阻Rds输出特性ID=f （Vsd）等的测试2．驱动电路的输入,输出延时时间测试.3．电阻与电阻、电感性质载时，MOSFET开关特性测试4．有与没有反偏压时的开关过程比较5．栅-源漏电流测试三．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器3．毫安表4．电流表5．电压表四、实验线路见图五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压VGS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流ID=1mA) 的最小栅源电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流ID，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS管的栅源电压Vgs，并将主回路电位器RP左旋到底，使Vgs=0。

将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流ID=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压VGS（th）。

读取6—7组ID、Vgs，其中ID=1mA必测，测的数据如图所示：（2）跨导gFS测试双极型晶体管（GTR）通常用hFE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导gFS表示其增益。

跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即gFS=△ID/△VGS。

典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和VDS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值。

根据表5—6的测量数值，计算gFS。

（3）转移特性ID＝f（VGS）栅源电压Vgs与漏极电流ID的关系曲线称为转移特性。