以下測量方法以指針式萬用表為例,若使用數(shù)字式萬用表,注意紅黑表筆與內(nèi)電池的連接剛好相反。
1、用萬用表測量判斷結型場效應管的管腳(電極)
測試電路示意圖如圖1所示,由管子結構可知(可參考《什么是結型場效應管,它的原理是什么》一文),柵極G到漏極D與源極S之間為兩個PN結。而漏、源極之間是對稱結構,呈純電阻性,即正反向電阻基本相等,根據(jù)這一特點用萬用表便可很容易判斷各電極(管腳)。方法是:在不知管型的情況下,首先確定漏、源極,再確定柵極。
圖1 用萬用表測試結型聲效應管管腳(極性)
萬用電表置R&TImes;1k檔,然后反復測試管子的三個電極,只要其中兩腳的正、反向測試電阻值相等,約為幾千歐姆時,這兩個極必定是漏、源極。當然為了驗證還得確定剩下那只腳是柵極,該腳對漏、源極中任一腳的正、反向電阻應是不一樣大的(PN結),若—樣,說明該管是壞的。
當用黑表筆與柵極相接,再用紅表筆分別去觸碰另外兩個極,若兩次測出的電阻均較小(幾至十幾干歐),說明測的是PN結的正向電阻,被測管屬于N溝道場效應管。若兩次鍘出的電阻均很大,說明測的是PN結的反向電阻,被測管屬于P溝道場效應管。
源極與漏極可以互換使用,故無必要再區(qū)分了。
2、結型場效應管放大能力的測量
如圖2所示,以測量N溝道場效應管為例,萬用表量R&TImes;1k擋,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S,給場效應管加上1.5V的正向電源電壓。此時表針指示出的是漏源極間的電阻值。然后用手指捏住柵極G,將人體的50Hz感應電壓作輸入信號加到柵極上,控制PN結耗盡層和溝道的寬度,由于管于的放大作用,共VDS和ID均會發(fā)生變化,也即漏、源極間的電阻發(fā)生變化,在表頭上可觀察到指針有較大幅度的擺動,由此說明該管的放大能力較強,如果指針擺動的幅度較小,則表明管子的放大能力弱,如果根本不擺動.表明管子已無放大能力,不能使用。
圖2 結型場效應管放大能力的測量
在測試中請注意,因人體感應的50Hz交流電壓較大(幾十伏),并且不同的場效應管在使用歐姆檔測量時的工作點可能不一樣(工作于飽和區(qū)或非飽和區(qū)),所以用手捏柵極測量時,指針可能向右偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(RDS減小),也可能向左偏轉(zhuǎn)(RDS增大),均屬于正?,F(xiàn)象。經(jīng)驗表明,多數(shù)管于的RDS是增大的,即指針—般向左偏轉(zhuǎn),少數(shù)管子的RDS減小,指針向右偏轉(zhuǎn),另外,指針偏轉(zhuǎn)后還可能有微微擺動.這與手捏柵極的松緊程度和感應電壓大小變化有關,也屬于正?,F(xiàn)象。總之,無論指針擺動方向如何,只要有較大的擺動,就證明管于具有放大能力,且擺動幅度越大。放大能力越強。
測試時還應注意:由于每測試一次,其柵、源PN結上都會充上少量電荷,建立起電壓VDS,此時如果再行測試時表針有可能不擺動,對此應將G-S極間短路一下,一則便于再次測試;二則有利于管子的安全存放。
測試結型好效應管的放大能力,還可以參照測試晶體三極管放大能力的有關方法進行(參考《用萬用表測試晶體三極管的電流放大系數(shù)β》,在此不再敘述。
3、測試結型場效應管的好壞
萬用表置于R&TImes;1k檔,先測試PN結的正反向電阻,對于N溝道管來說,用黑表筆接柵極;用紅表筆分別去接漏極和源極,如果測試出的兩個正向電阻值都較?。s為幾千歐),再交換表筆測出的兩個反向電阻值都很大,就說明PN結是好的,可以使用;如果發(fā)現(xiàn)正反向電阻很小(接近于零)、很大或大小接近時,說明管子已壞,不能再用。’測量P溝道時交換表筆披上述方法判別即可。然后測試管于的漏、源極間電阻RDS,萬用表檔位不變,如果測得漏、源極間電阻都一樣大,約為幾千歐,說明導電溝道是良好的;如果測得電阻RDS很大,說明導電溝道內(nèi)部開路,如果RDS很小接近于零,說明內(nèi)部擊穿短路,均不能用。
4.測量結型場效應管的主要參數(shù)
結型場效應管的伏安特性曲線如圖3所示,圖中虛線左側為不飽和區(qū),右側為飽和區(qū)。結型場效應管在作為放大器作用時,通常都工作于飽和區(qū)。在飽和區(qū)范圍內(nèi),當電壓VDS變化時,電流Io的變化不明顯,即是說漏極電流ID基本上與漏極電壓VDS無關,ID只隨柵極電壓VGS的變化而變化。在零偏壓時,跨導gm(類似于放大倍數(shù))有最大值gmo,我們稱名。為零偏壓跨導,它與通導電阻Ron成反比關系,即:
gmo=1/Ron
通導電阻是指在VGS=0,VDS又較小時的溝道電阻。
?。?)測量通導電阻Ron和零偏壓跨導gmo
測量通導電阻Ron的電路如圖4所示,將柵極G與源極S短路,使VGS=0,管子處于零偏壓狀態(tài)。萬用表置R&TImes;100檔,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S(對于P溝道管表筆反按),這時測出的電阻值即為通導電阻Ron,Ron約為幾百歐到幾千歐。然后將測出的Ron值代入公式gmo=1/Ron即可求出零偏壓跨導。例如,測試—只N溝道結型場效應管3DJ2,萬用表仍置于×100擋測得Ron=600Ω,代入上式:
圖4 測量結型場效應管導通電阻
?。?)測量夾斷電壓VP
所謂夾斷電壓,即是指當漏極電流ID→0(如ID=luA)時,加在柵源極間的電壓VGS,此時VGS=VP(圖3特性曲線中VP=-2.5V)。
夾斷電壓的測試電路如圖5所示,用雙表法(表型不相同也可以)測量,兩表均置于R×10k檔,萬用表1的黑表筆接管于(N溝道)的源極S,紅表筆經(jīng)過電位器W滑動觸頭接管子的柵極G,這樣利用萬用表內(nèi)電池(9V)給柵一源極加上反偏電壓VGS。表2的黑表筆接管子的漏極D,紅表筆接管子的源極S,這樣利用萬用表內(nèi)電池(9V)給管子加上正向工作電壓。電位器W起著分壓作用,通過調(diào)整其滑動觸頭使可改變電壓VGS,以實現(xiàn)對漏極電流ID的控制。這里電位器取100kΩ,正好等于500型萬用表R×10k檔的歐姆中心值,因此電位器兩端的電壓Vw=E1/2=4.5V。測量方法是;調(diào)整電位器W,同時觀察表2指針的偏轉(zhuǎn)情況,當指針向左偏轉(zhuǎn)到1格(約18uA)左右時停止調(diào)整W,這時取下電位器,分別測出R1、R2的大小,然后根據(jù)下面公式就可以計算出夾斷電壓VP(=VGS)的值:
實際測試中只需測出R2的值并代入上式就可以求出夾斷電壓了。對于測試P溝道管應將兩只萬用表的表筆交換。另外,如果手頭只有一只萬用表時,可以用內(nèi)阻很低的直流電源代替第一只萬用表進行測量,此時電位器盡量取得大—點,使其兩端的電壓降近似等于外加直流電源電壓。