n溝道場效應(yīng)管工作原理,測量好壞方法-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-12-19
N溝道場效應(yīng)管（N-Channel Field Effect Transistor, N-FET）的工作原理基于PN結(jié)的電場效應(yīng)和載流子的擴(kuò)散與漂移。N溝道場效應(yīng)管主要由N型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，通過柵極電壓的變化來控制源極和漏極之間的電流流動。
結(jié)構(gòu)
N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例，其結(jié)構(gòu)通常包括一塊N型半導(dǎo)體材料，在兩側(cè)各擴(kuò)散一個高雜質(zhì)濃度的P+區(qū)，形成兩個不對稱的P+N結(jié)（即耗盡層）。兩個P+區(qū)并聯(lián)在一起，引出一個電極作為柵極（G），在N型半導(dǎo)體的兩端各引出一個電極分別作為源極（S）和漏極（D）。
N溝道場效應(yīng)管主要由三個引腳組成：源極（Source, S）、漏極（Drain, D）和柵極（Gate, G）。源極是電流流出的端點(diǎn)，漏極是電流流入的端點(diǎn)，柵極通過改變電壓來控制源極和漏極之間的導(dǎo)電溝道寬度。
工作原理
導(dǎo)電溝道的形成：在柵極和源極之間施加一個電壓源VGG，這個電壓使得柵極帶正電荷，而P型襯底帶負(fù)電荷，從而在柵極和P型襯底之間形成電場。這個電場會排斥P型區(qū)中的多數(shù)載流子（空穴），吸引N型區(qū)的多數(shù)載流子（電子），導(dǎo)致電子被吸引到柵極區(qū)域的絕緣層下方，形成導(dǎo)電溝道。
閾值電壓：當(dāng)柵源電壓VGG達(dá)到閾值電壓VTH時(shí)，才能形成導(dǎo)電溝道。閾值電壓VTH與MOS管的制造工藝和材料相關(guān)，當(dāng)柵源電壓VGG增大時(shí)，電場變大，導(dǎo)電溝道變厚，等效電阻變小；反之，導(dǎo)電溝道變窄，等效電阻增大。
漏源電壓的影響：在漏極和源極之間施加一個電壓源VDD，漏極電流Id通過導(dǎo)電溝道。漏源電壓VDD的作用會使漏極d的電位高于源極s的電位，導(dǎo)致靠近漏極的一側(cè)導(dǎo)電溝道較窄，靠近源極的一側(cè)導(dǎo)電溝道較寬。當(dāng)VDD增加時(shí)，漏極電流Id會線性增加，但當(dāng)VDD進(jìn)一步增加到使柵漏電壓VGD減小到等于閾值電壓VTN時(shí)，漏極電流Id會基本不變，出現(xiàn)夾斷點(diǎn)。
測量DS之間的電阻：使用數(shù)字萬用表將萬用表調(diào)至二極管檔，將場效應(yīng)管的柵極懸空，紅表筆接觸漏極，黑表筆接觸源極。如果管子是好的，正向測量時(shí)萬用表應(yīng)顯示“OL”（溢出）或一個非常高的電阻值，反向測量時(shí)，萬用表應(yīng)顯示一個硅二極管的正向壓降，大約在0.5到0.7伏特之間。若顯示接近0或很低的讀數(shù)，表示管子可能內(nèi)部短路。
測量GS之間的電阻：將萬用表調(diào)至電阻檔的最高量程，測量柵極與源極之間的電阻。好的N溝道場效應(yīng)管應(yīng)顯示出很高的電阻值，通常為數(shù)兆歐姆或更高。若讀數(shù)較低，接近0或有一定阻值，可能意味著管子損壞或性能降低。
柵極電容充電測試：使用二極管檔，先將柵極懸空，測量DS之間的電阻確認(rèn)正常。然后，用紅表筆接?xùn)艠O，黑表筆接源極，給柵極電容充電幾秒鐘。再次測量DS之間的電阻，如果管子是好的，此時(shí)DS間的電阻應(yīng)該明顯減小，因?yàn)闁艠O電壓使得導(dǎo)電溝道開啟。如果測量過程中讀數(shù)沒有變化，可能意味著管子的柵控特性失效。
使用專用儀器進(jìn)行測量：可以使用場效應(yīng)管測試儀對場效應(yīng)管進(jìn)行測量，該測試儀可以自動測量場效應(yīng)管的各項(xiàng)參數(shù)，并根據(jù)測量結(jié)果判斷場效應(yīng)管的好壞。
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