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用万用表测量判断结型场效应管的管脚、好坏、放大能力及主要参数方法

2014-12-12 11:51| 编辑:电工学习网| 查看: 37826| 评论: 0

注:以下测量方法以指针式万用表为例,若使用数字式万用表,注意红黑表笔与内电池的连接刚好相反。

1、用万用表测量判断结型场效应管的管脚(电极)

  测试电路示意图如图1所示,由管子结构可知(可参考《什么是结型场效应管,它的原理是什么》一文),栅极G到漏极D与源极S之间为两个PN结。而漏、源极之间是对称结构,呈纯电阻性,即正反向电阻基本相等,根据这一特点用万用表便可很容易判断各电极(管脚)。方法是:在不知管型的情况下,首先确定漏、源极,再确定栅极。

图1 用万用表测试结型声效应管管脚(极性)

  万用电表置R×1k档,然后反复测试管子的三个电极,只要其中两脚的正、反向测试电阻值相等,约为几千欧姆时,这两个极必定是漏、源极。当然为了验证还得确定剩下那只脚是栅极,该脚对漏、源极中任一脚的正、反向电阻应是不一样大的(PN结),若—样,说明该管是坏的。

  当用黑表笔与栅极相接,再用红表笔分别去触碰另外两个极,若两次测出的电阻均较小(几至十几干欧),说明测的是PN结的正向电阻,被测管属于N沟道场效应管。若两次铡出的电阻均很大,说明测的是PN结的反向电阻,被测管属于P沟道场效应管。

  源极与漏极可以互换使用,故无必要再区分了。

2、结型场效应管放大能力的测量

  如图2所示,以测量N沟道场效应管为例,万用表量R×1k挡,黑表笔接漏极D,红表笔接源极S,给场效应管加上1.5V的正向电源电压。此时表针指示出的是漏源极间的电阻值。然后用手指捏住栅极G,将人体的50Hz感应电压作输入信号加到栅极上,控制PN结耗尽层和沟道的宽度,由于管于的放大作用,共VDS和ID均会发生变化,也即漏、源极间的电阻发生变化,在表头上可观察到指针有较大幅度的摆动,由此说明该管的放大能力较强,如果指针摆动的幅度较小,则表明管子的放大能力弱,如果根本不摆动.表明管子已无放大能力,不能使用。

  

图2 结型场效应管放大能力的测量

  在测试中请注意,因人体感应的50Hz交流电压较大(几十伏),并且不同的场效应管在使用欧姆档测量时的工作点可能不一样(工作于饱和区或非饱和区),所以用手捏栅极测量时,指针可能向右偏转偏转(RDS减小),也可能向左偏转(RDS增大),均属于正常现象。经验表明,多数管于的RDS是增大的,即指针—般向左偏转,少数管子的RDS减小,指针向右偏转,另外,指针偏转后还可能有微微摆动.这与手捏栅极的松紧程度和感应电压大小变化有关,也属于正常现象。总之,无论指针摆动方向如何,只要有较大的摆动,就证明管于具有放大能力,且摆动幅度越大。放大能力越强。

  测试时还应注意:由于每测试一次,其栅、源PN结上都会充上少量电荷,建立起电压VDS,此时如果再行测试时表针有可能不摆动,对此应将G-S极间短路一下,一则便于再次测试;二则有利于管子的安全存放。

3、测试结型场效应管的好坏

   万用表置于R×1k档,先测试PN结的正反向电阻,对于N沟道管来说,用黑表笔接栅极;用红表笔分别去接漏极和源极,如果测试出的两个正向电阻值都较小(约为几千欧),再交换表笔测出的两个反向电阻值都很大,就说明PN结是好的,可以使用;如果发现正反向电阻很小(接近于零)、很大或大小接近时,说明管子已坏,不能再用。’测量P沟道时交换表笔披上述方法判别即可。然后测试管于的漏、源极间电阻RDS,万用表档位不变,如果测得漏、源极间电阻都一样大,约为几千欧,说明导电沟道是良好的;如果测得电阻RDS很大,说明导电沟道内部开路,如果RDS很小接近于零,说明内部击穿短路,均不能用。

4.测量结型场效应管的主要参数

  结型场效应管的伏安特性曲线如图3所示,图中虚线左侧为不饱和区,右侧为饱和区。结型场效应管在作为放大器作用时,通常都工作于饱和区。在饱和区范围内,当电压VDS变化时,电流Io的变化不明显,即是说漏极电流ID基本上与漏极电压VDS无关,ID只随栅极电压VGS的变化而变化。在零偏压时,跨导gm(类似于放大倍数)有最大值gmo,我们称名。为零偏压跨导,它与通导电阻Ron成反比关系,即:

gmo=1/Ron

通导电阻是指在VGS=0,VDS又较小时的沟道电阻。

(1)测量通导电阻Ron和零偏压跨导gmo

  测量通导电阻Ron的电路如图4所示,将栅极G与源极S短路,使VGS=0,管子处于零偏压状态。万用表置R×100档,黑表笔接漏极D,红表笔接源极S(对于P沟道管表笔反按),这时测出的电阻值即为通导电阻Ron,Ron约为几百欧到几千欧。然后将测出的Ron值代入公式gmo=1/Ron即可求出零偏压跨导。例如,测试—只N沟道结型场效应管3DJ2,万用表仍置于×100挡测得Ron=600Ω,代入上式:

图4 测量结型场效应管导通电阻

(2)测量夹断电压VP

  所谓夹断电压,即是指当漏极电流ID→0(如ID=luA)时,加在栅源极间的电压VGS,此时VGS=VP(图3特性曲线中VP=-2.5V)。

  夹断电压的测试电路如图5所示,用双表法(表型不相同也可以)测量,两表均置于R×10k档,万用表1的黑表笔接管于(N沟道)的源极S,红表笔经过电位器W滑动触头接管子的栅极G,这样利用万用表内电池(9V)给栅一源极加上反偏电压VGS。表2的黑表笔接管子的漏极D,红表笔接管子的源极S,这样利用万用表内电池(9V)给管子加上正向工作电压。电位器W起着分压作用,通过调整其滑动触头使可改变电压VGS,以实现对漏极电流ID的控制。这里电位器取100kΩ,正好等于500型万用表R×10k档的欧姆中心值,因此电位器两端的电压Vw=E1/2=4.5V。测量方法是;调整电位器W,同时观察表2指针的偏转情况,当指针向左偏转到1格(约18uA)左右时停止调整W,这时取下电位器,分别测出R1、R2的大小,然后根据下面公式就可以计算出夹断电压VP(=VGS)的值:

   实际测试中只需测出R2的值并代入上式就可以求出夹断电压了。对于测试P沟道管应将两只万用表的表笔交换。另外,如果手头只有一只万用表时,可以用内阻很低的直流电源代替第一只万用表进行测量,此时电位器尽量取得大—点,使其两端的电压降近似等于外加直流电源电压。

图5 用万用表测量结型场效应管的夹断电压VP

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