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結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)和符號(hào)-結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量步驟和方法
  • 發(fā)布時(shí)間:2019-11-14 15:40:09
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結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)和符號(hào)-結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量步驟和方法
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管介紹
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,JFET是在同一塊N形半導(dǎo)體上制作兩個(gè)高摻雜的P區(qū),并將它們連接在一起,所引出的電極稱為柵極g,N型半導(dǎo)體兩端分別引出兩個(gè)電極,分別稱為漏極d,源極s。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種具有放大功能的三端有源器件,是單極場(chǎng)效應(yīng)管中最簡(jiǎn)單的一種,它可以分N溝道或者P溝道兩種。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量方法
以下是結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量方法以指針式萬(wàn)用表為例,若使用數(shù)字式萬(wàn)用表,注意紅黑表筆與內(nèi)電池的連接剛好相反。
1、用萬(wàn)用表測(cè)量判斷結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的管腳(電極)
測(cè)試電路示意圖如圖1所示,由管子結(jié)構(gòu)可知(可參考《什么是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)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(gè)PN結(jié)。而漏、源極之間是對(duì)稱結(jié)構(gòu),呈純電阻性,即正反向電阻基本相等,根據(jù)這一特點(diǎn)用萬(wàn)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。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
圖1 用萬(wàn)用表測(cè)試結(jié)型聲效應(yīng)管管腳(極性)
萬(wàn)用電表置R×1k檔,然后反復(fù)測(cè)試管子的三個(gè)電極,只要其中兩腳的正、反向測(cè)試電阻值相等,約為幾千歐姆時(shí),這兩個(gè)極必定是漏、源極。當(dāng)然為了驗(yàn)證還得確定剩下那只腳是柵極,該腳對(duì)漏、源極中任一腳的正、反向電阻應(yīng)是不一樣大的(PN結(jié)),若—樣,說明該管是壞的。
當(dāng)用黑表筆與柵極相接,再用紅表筆分別去觸碰另外兩個(gè)極,若兩次測(cè)出的電阻均較?。◣字潦畮赘蓺W),說明測(cè)的是PN結(jié)的正向電阻,被測(cè)管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。若兩次鍘出的電阻均很大,說明測(cè)的是PN結(jié)的反向電阻,被測(cè)管屬于P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
源極與漏極可以互換使用,故無必要再區(qū)分了。
2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的測(cè)量
如圖2所示,以測(cè)量N溝道場(chǎng)效應(yīng)管為例,萬(wàn)用表量R×1k擋,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S,給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的正向電源電壓。此時(shí)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(yīng)電壓作輸入信號(hào)加到柵極上,控制PN結(jié)耗盡層和溝道的寬度,由于管于的放大作用,共VDS和ID均會(huì)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(dòng),由此說明該管的放大能力較強(qiáng),如果指針擺動(dòng)的幅度較小,則表明管子的放大能力弱,如果根本不擺動(dòng).表明管子已無放大能力,不能使用。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
圖2 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的測(cè)量
在測(cè)試中請(qǐng)注意,因人體感應(yīng)的50Hz交流電壓較大(幾十伏),并且不同的場(chǎng)效應(yīng)管在使用歐姆檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)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(cè)量時(shí),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(yàn)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(dòng).這與手捏柵極的松緊程度和感應(yīng)電壓大小變化有關(guān),也屬于正常現(xiàn)象??傊瑹o論指針擺動(dòng)方向如何,只要有較大的擺動(dòng),就證明管于具有放大能力,且擺動(dòng)幅度越大。放大能力越強(qiáng)。
測(cè)試時(shí)還應(yīng)注意:由于每測(cè)試一次,其柵、源PN結(jié)上都會(huì)充上少量電荷,建立起電壓VDS,此時(shí)如果再行測(cè)試時(shí)表針有可能不擺動(dòng),對(duì)此應(yīng)將G-S極間短路一下,一則便于再次測(cè)試;二則有利于管子的安全存放。
測(cè)試結(jié)型好效應(yīng)管的放大能力,還可以參照測(cè)試晶體三極管放大能力的有關(guān)方法進(jìn)行(參考《用萬(wàn)用表測(cè)試晶體三極管的電流放大系數(shù)β》,在此不再敘述。
3、測(cè)試結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的好壞
萬(wàn)用表置于R×1k檔,先測(cè)試PN結(jié)的正反向電阻,對(duì)于N溝道管來說,用黑表筆接?xùn)艠O;用紅表筆分別去接漏極和源極,如果測(cè)試出的兩個(gè)正向電阻值都較?。s為幾千歐),再交換表筆測(cè)出的兩個(gè)反向電阻值都很大,就說明PN結(jié)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(shí),說明管子已壞,不能再用。
測(cè)量P溝道時(shí)交換表筆披上述方法判別即可。然后測(cè)試管于的漏、源極間電阻RDS,萬(wàn)用表檔位不變,如果測(cè)得漏、源極間電阻都一樣大,約為幾千歐,說明導(dǎo)電溝道是良好的;如果測(cè)得電阻RDS很大,說明導(dǎo)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(cè)量結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的伏安特性曲線如圖3所示,圖中虛線左側(cè)為不飽和區(qū),右側(cè)為飽和區(qū)。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管在作為放大器作用時(shí),通常都工作于飽和區(qū)。在飽和區(qū)范圍內(nèi),當(dāng)電壓VDS變化時(shí),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(guān),ID只隨柵極電壓VGS的變化而變化。在零偏壓時(shí),跨導(dǎo)gm(類似于放大倍數(shù))有最大值gmo,我們稱名。為零偏壓跨導(dǎo),它與通導(dǎo)電阻Ron成反比關(guān)系,即:gmo=1/Ron通導(dǎo)電阻是指在VGS=0,VDS又較小時(shí)的溝道電阻。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
(1)測(cè)量通導(dǎo)電阻Ron和零偏壓跨導(dǎo)gmo  測(cè)量通導(dǎo)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(wàn)用表置R×100檔,黑表筆接漏極D,紅表筆接源極S(對(duì)于P溝道管表筆反按),這時(shí)測(cè)出的電阻值即為通導(dǎo)電阻Ron,Ron約為幾百歐到幾千歐。然后將測(cè)出的Ron值代入公式gmo=1/Ron即可求出零偏壓跨導(dǎo)。例如,測(cè)試—只N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ2,萬(wàn)用表仍置于×100擋測(cè)得Ron=600Ω,代入上式:
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
圖4 測(cè)量結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻
(2)測(cè)量夾斷電壓VP
所謂夾斷電壓,即是指當(dāng)漏極電流ID→0(如ID=luA)時(shí),加在柵源極間的電壓VGS,此時(shí)VGS=VP(圖3特性曲線中VP=-2.5V)。
夾斷電壓的測(cè)試電路如圖5所示,用雙表法(表型不相同也可以)測(cè)量,兩表均置于R×10k檔,萬(wàn)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(dòng)觸頭接管子的柵極G,這樣利用萬(wàn)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(wàn)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(dòng)觸頭使可改變電壓VGS,以實(shí)現(xiàn)對(duì)漏極電流ID的控制。這里電位器取100kΩ,正好等于500型萬(wàn)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(cè)量方法是;調(diào)整電位器W,同時(shí)觀察表2指針的偏轉(zhuǎn)情況,當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)到1格(約18uA)左右時(shí)停止調(diào)整W,這時(shí)取下電位器,分別測(cè)出R1、R2的大小,然后根據(jù)下面公式就可以計(jì)算出夾斷電壓VP(=VGS)的值:
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
實(shí)際測(cè)試中只需測(cè)出R2的值并代入上式就可以求出夾斷電壓了。對(duì)于測(cè)試P溝道管應(yīng)將兩只萬(wàn)用表的表筆交換。另外,如果手頭只有一只萬(wàn)用表時(shí),可以用內(nèi)阻很低的直流電源代替第一只萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量,此時(shí)電位器盡量取得大—點(diǎn),使其兩端的電壓降近似等于外加直流電源電壓。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)造與符號(hào)
結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的構(gòu)造表示圖及其表示符號(hào)如圖2-31所示。
結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量
在圖2-31(a)中,s表示Source,源極;D表示Drain,漏極;G表示Gate,柵極。在漏極和源極之間加上一個(gè)正向電壓后,N型嗲電子半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子(電子)便能夠?qū)щ娏恕_@種導(dǎo)電溝道是N型的場(chǎng)效應(yīng)管,稱為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
圖2-31 (b)中的場(chǎng)效應(yīng)管在P型硅棒的兩側(cè)制成了高摻雜的N型區(qū)(N+),其導(dǎo)電溝道為P型,多數(shù)載流子為空穴。
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