测量场效应晶体管的参数。方案、说明

场效应晶体管参数的测量。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

检查低功率场效应晶体管主要参数的设备基于廉价的数字万用表，甚至可能带有故障的测量限位开关。这最大限度地减少了结构安装和制造的劳动力成本。数字读数使比较晶体管和选择差分级对更容易一些。晶体管的陡峭度由最简单的计算确定。

由于我的工作性质，我经常不得不用场效应晶体管修理仪器。它们用于调制器、示波器中放大器的输入级和数字电压表、开关器件等。例如，在V7-38电压表中安装了大约30个KP301系列晶体管。这些晶体管对静电非常敏感，稍不遵守安装技术就会导致它们的故障。大多数与场效应晶体管故障相关的器件故障可以通过简单的更换来消除，但如果晶体管用于差分或“对称”级联，则必须根据主要参数进行选择。

场效应晶体管参数测量
图。 1

场效应晶体管的主要参数包括初始漏极电流、截止电压和斜率。可以确定它们，因此，可以使用图 1 所示电路的器件来确定场效应晶体管的适用性。 3. 通过改变栅极电压和控制漏极电流，您可以找出所有三个基本参数。对于具有 p-n 结栅极或绝缘栅极和内置沟道的晶体管，初始漏极电流 ISnat 是零栅极电压时的漏极电流。截止电压 U3uots 是漏极电流达到接近零值时的栅极电压。特性的斜率定义为漏极电流变化 ΔIC (mA) 与栅极和源极之间的电压变化 ΔUzi (V) 的比值：不难。

具有控制 p-n 结的场效应晶体管的陡度 S 取决于栅极电压 U3i，并且在栅极电压为零时具有最大值 Smax。如果测量初始漏极电流 ISnach 和截止电压 U3uots 的值。陡度可以通过以下公式近似估计：

Smax \u2d XNUMXIsnach / Uziots

S = √Isnach Ic/Uziots

其中电压以伏特为单位，电流以毫安为单位，斜率以 mA/V 为单位 [1]。

对于绝缘栅晶体管，漏极电流 Ic 和电压 Uzi 处的斜率可以通过下式计算

S = 2Ic/|Uzi - Uziots|

其中 UZIots - 截止电压或阈值电压（对于具有感应栅极的晶体管）。

在该器件布局的基础上，制作了一种用于场效应晶体管主要参数运行测量和性能监测的装置。

Техническиехарактеристики

测得的栅极电压，V.................-12...+12
电压表的分辨率，mV ......... 10
测得的漏极电流，mA。 .-20... +20
毫安表的分辨率，μA .... 10
测量误差 ISnach 和 Uzi，%，不大于........................1
设备的电流消耗，mA，不超过.........60

场效应晶体管参数测量
图。 2

该器件具有保护被测晶体管免受损坏的功能。

仪表电路如图所示。 2.改变晶体管的栅极电压，使用可变电阻R2，连接到双极2x12 V电源，可以得到任何低功率场效应晶体管的斜率特性，同时n通道和 p 通道。需要电阻 R3 来限制栅极电流。漏极电压的极性由开关SB1改变。为避免毫安表过载，在晶体管 VT1 和电阻器 R1 上使用了电流限制器。由于最大可测量电流设置为 25 mA，因此限制发生在 20 mA。二极管电桥 VD1 在漏极电流的任何方向上提供限制器的作用。继电器K1和K2防止被测场效应管静电失效：直到按下“测量”按钮SB2，继电器绕组断开，三极管接点相互闭合，普通电线。在测量过程中，按下按钮，晶体管通过继电器触点连接到测量电路。 HL1 LED 指示测量过程正在进行中。

该装置的主要部分——毫安表PA1和电压表PV1——由现成的M890D万用表单元组装而成。这些万用表的基础是著名的 ICL7106 芯片。选择这些仪器是因为它们具有方便的大外壳，以减少参数表制造中的劳动力成本。万用表的模数转换器 (ADC) 由双极电源 +5/-5 V 供电，这是 ADC 芯片和设备其他部件所需的。如果万用表如图 3 中的电路片段所示进行修改，则 ADC 芯片就具有此功能。 XNUMX（元素编号是有条件的）。

场效应晶体管参数测量
图。 3

在使用电池供电的主开关中，引脚 30,32、35 和 30 连接在一起。使用双极电源时，引脚 30（低电平 ADC 电路）与该点断开。在这种情况下，微电路测量引脚 31 和 2 之间的电位差，而 ADC 输入与电源电路去耦。唯一的条件是任何测量电路中的电压不得超过相对于公共线的 ADC 电源电压。这种细化在[XNUMX]中进行了描述。

通过最小的改动，微电路无需分压器即可提供高达 200 mV 的电压测量。为了构建一个限制为 20V 的电压表（测量栅极电压所需），使用了由电阻器 R1 和 R100 组成的 5:6 分压器。要构建测量限值为 20 mA 的毫安表，需要使用电阻器 R7。当电流为 20 mA 时，其两端的电压降为 200 mV，由 ADC 测量。毫安表安装在源电路中并测量晶体管的电流。这一决定是由无法测量漏极电路中的电流决定的，因为在毫安表的测量端子处可能存在超过 ADC 芯片电源电压的电压。电压表连接在栅极和源极之间，因此，流过R5R6分压器的电流最大值不超过12μA，这将导致毫安表读数出现一位最低有效位的误差，结果是是微不足道的。

该装置的供电单元方案如图4所示。四。

场效应晶体管参数测量
图。 4

为了将电源电压降低到 12 V，使用了变压器 T1。此外，交流电压由二极管电桥VD1整流并由电容器C1、C2滤波。双极稳压器 + 12 / -12V 是微电路 DA1、DA2。双极电压 +5 / -5 V 稳定 DA3 和 DA4 微电路。稳压器串联连接以降低稳压器 DA3 和 DA4 上的电压降。双极电源的方案可以是任何其他方案；甚至可以使用自主电源，例如 Korund 电池。为此，您需要将电池电压转换器添加到为仪表其余部分供电所需的转换器中。

场效应晶体管参数测量
图。 5

细节和设计。设备中可以使用以下部件。电阻器 R5-R7 - C2-29 或其他容差不超过 ± 0,5%，尽管额定值可能与图中所示不同；主要是电阻的稳定性。其余电阻为任意电阻，例如 MLT0.125。可变电阻器 R2 - 多圈，例如 RP1-53 或设计用于精密调节（根据粗略电路） - SP5-35、SP5-40。

如果找不到，电阻器 R2 和 R3 可以用模拟物代替——两个变量和两个恒定电阻器的节点，就像我的设计中所做的那样。这种节点的示意图如图 5 所示。 1. 电阻R2粗略设定电压，RXNUMX精确设定电压。

LED 可以被其他替代，例如 AL 102、AL307、KIPD 系列，比发光的红色更好。二极管桥 - 带有任何字母的 KTs407，您可以使用单独的硅二极管代替它们，整流器中允许的平均电流至少为 200 mA，限流器中的允许平均电流为 100 mA。为简化设计，采用集成稳压器7812、7912、7805和7905的微电路，国内同类产品分别为KR142EN8B、KR1162EN12A、KR142EN5A和KR1162EN5A。

继电器 - RES60（版本 RS4.569.435-07）或类似的带有两个用于切换的触点组。

网络变压器 T1 - 任何提供 2x 15 V 输出电压和至少 100 mA 电流的变压器，都可以从功率至少为 6 瓦的网络适配器获取。这种变压器的次级绕组被重绕以获得所需的双极电压。变压器和整流器放置在适配器外壳中，而稳定器元件位于设备外壳中。该设备通过三线电缆连接到适配器。

整个仪表组装在一个万用表的情况下。在设备制造过程中，将万用表打开，去除电路板上不需要的部分后，将它们组合在一个案例中，如图所示。 6.

场效应晶体管参数测量
图。 6

额外的部件 - 分压电阻器，开关等 - 被移除（因此，制造这种设备的原因可能是这种万用表开关的致命缺陷）。他们只留下部分电路板带有 ICL7106 芯片、指示灯、芯片和指示灯的“捆绑”元件，以及用作开关 SB1、SB2 的电源按钮。必须切断通向这些开关的印刷导体。

万用表的底盖未经过加工，顶盖则需要定型。对于一种设备，盖子被切掉，只留下带有指示器和按钮的部分。第二个，中间限位开关所在的地方被剪掉，第一个装置设计的剪掉部分粘在这个地方。从顶盖上切割零件时，保留架子，将自攻螺钉拧入架子中，固定顶盖和底盖。在上方按钮附近，连接了一个电阻器，用于调节栅极电压。从下方安装有用于连接场效应晶体管的连接器。使用微电路夹头面板作为连接器。面板的中间被切掉，许多触点被粘在一起。选择夹头面板是因为其高耐磨性。

在我的设计中，使用了一个由箔 textolite 制成的小板，上面安装了一个面板、一个 LED 和一个继电器。反过来，该板通过两个螺钉连接到前面板。前面板上的额外孔用裁切好的塑料或电纸板密封，上面粘有打印机上打印的覆盖物，其外观如图所示。 7.

场效应晶体管参数测量
图。 7

大多数晶体管都有一个圆柱形主体，带有一个用于识别引脚的键标签。用于连接场效应晶体管的连接器的触点根据其用途相互连接，这样每种类型的晶体管都有自己的位置，而无需指定引脚排列。在建议的版本中，晶体管安装时键向上。晶体管外壳的单独输出到源极的连接，以及 KP306、KP350 系列晶体管的第二个栅极到漏极的连接是通过相应插座之间带有跳线的连接器提供的。成品装置外观如图所示。八。

场效应晶体管参数测量
图。 8

首次开机前，必须检查稳压器的输出电压值。设置设备包括设置限流器以及设置毫安表和电压表的参考电压。要设置限制器，需要在连接被测晶体管的连接器的“C”和“I”触点之间连接一个标准毫安表，按下“测量”按钮并选择电阻R1，获得读数25... 30毫安。可以根据限流参数预先选择晶体管，然后用跳线代替电阻R1。接下来，将一个标准毫安表与一个可变电阻串联到相同的触点上，将电流设置为10 mA，并使用参考电压调节电阻来实现与仪器毫安表上相同的读数。为了调节电压表，将标准电压表连接到端子“3”和“I”，使用器件电阻器将栅极电压设置为10V，并使用器件电压表调整电阻器设置相同的读数。

由于 FET 可能会被静电损坏，因此建议您按照以下步骤操作仪器。在连接之前，场效应晶体管的所有输出都应在它们之间用跳线闭合。在设备上设置通道电导率类型（n 或 p 通道），按下“测量”按钮。将场效应晶体管连接到其插座，从端子上移除跳线，按下“测量”按钮并控制其参数。测量完成后，按下按钮，将三极管引线相互闭合，然后从插座中取出三极管。

借助该设备，可以轻松诊断任何类型的场效应晶体管故障。正如实践表明的那样，大多数晶体管故障归结为较大的栅极泄漏电流、击穿或开沟道，或其中一个端子的内部断路。如果当您按下“测量”按钮时，栅极处的电压与设定值相比有所下降，则说明栅极存在电流泄漏。在任何栅极电压下，毫安表读数都不会为零。在所有其他情况下，无法测量初始漏极电流和截止电压表明被测半导体器件出现故障。

文学

Titze U., Shenk K. 半导体电路。 - M.：和平号，1983 年。
Sadchenkov D. A. 现代数字万用表。 - M.：SOLON-R，2001。

作者：V. Andryushkevich，图拉；出版：radioradar.net

查看其他文章 部分测量技术.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

使用海水喷泉的天线 20.02.2016

每天，我们都在不知不觉中使用如此短（但相对较强）的无线电波，以至于我们可以在各种电子设备中使用微型天线。然而，随着无线电波变长和信号变弱，天线应该相应变大。

以中国为例，FAST射电望远镜目前正在建设中，这将是世界上最大的，将覆盖相当于30个足球场的面积。在不那么奇特的结构中，需要巨大的固定天线，其建造需要大量时间和金钱。因此，研究人员正在考虑使用可以使非常大的天线便携的替代材料。

盐水就是这样一种材料。五年前，美国海军研究人员为一种天线申请了专利，该天线利用海水中氯化钠的磁感应来发射和接收信号，信号的频率由喷泉的高度决定。美国海军试图为这项技术寻找商业应用，但到目前为止还没有成功，因为喷射装置必须保持在水面上，以免短路。

现在，日本的三菱公司宣布了其名为 SeaAerial 的水上天线版本，该公司称该天线能够接收来自陆地的数字广播。三菱的一项创新是在天线中使用喷嘴，其中绝缘材料管将天线射流与周围的水物理隔离并防止短路。此外，据天线的作者称，他们设法解决了海水电导率相对较低（与金属相比）的问题。通过计算机模拟，研究人员能够确定理想的射流直径，从而将天线效率提高了 70%。

其他有趣的新闻：

▪ 猛犸象的重生

▪ 无人机机身运动控制

▪ 酿酒的危险

▪ 3D打印鱼

▪ 自清洁表面

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 关于沼气的文章很受欢迎。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章电解和电镀装置。铜电解厂。无线电电子电气工程百科全书

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论