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n溝道場效應管工作原理,測量好壞方法-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2024-12-19 

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n溝道場效應管工作原理,測量好壞方法-KIA MOS管


n溝道場效應管原理

N溝道場效應管(N-Channel Field Effect Transistor, N-FET)的工作原理基于PN結的電場效應和載流子的擴散與漂移。N溝道場效應管主要由N型半導體材料構成,通過柵極電壓的變化來控制源極和漏極之間的電流流動。


結構

N溝道結型場效應管為例,其結構通常包括一塊N型半導體材料,在兩側各擴散一個高雜質濃度的P+區(qū),形成兩個不對稱的P+N結(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,漏極是電流流入的端點,柵極通過改變電壓來控制源極和漏極之間的導電溝道寬度。


工作原理

導電溝道的形成: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),導致電子被吸引到柵極區(qū)域的絕緣層下方,形成導電溝道。

n溝道場效應管,原理

n溝道場效應管,原理

n溝道場效應管,原理

閾值電壓:當柵源電壓VGG達到閾值電壓VTH時,才能形成導電溝道。閾值電壓VTH與MOS管的制造工藝和材料相關,當柵源電壓VGG增大時,電場變大,導電溝道變厚,等效電阻變??;反之,導電溝道變窄,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,導致靠近漏極的一側導電溝道較窄,靠近源極的一側導電溝道較寬。當VDD增加時,漏極電流Id會線性增加,但當VDD進一步增加到使柵漏電壓VGD減小到等于閾值電壓VTN時,漏極電流Id會基本不變,出現(xiàn)夾斷點。


n溝道場效應管測量好壞方法

測量DS之間的電阻:使用數(shù)字萬用表將萬用表調至二極管檔,將場效應管的柵極懸空,紅表筆接觸漏極,黑表筆接觸源極。如果管子是好的,正向測量時萬用表應顯示“OL”(溢出)或一個非常高的電阻值,反向測量時,萬用表應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溝道場效應管應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之間的電阻確認正常。然后,用紅表筆接柵極,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DS間的電阻應該明顯減小,因為柵極電壓使得導電溝道開啟。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。


使用專用儀器進行測量:可以使用場效應管測試儀對場效應管進行測量,該測試儀可以自動測量場效應管的各項參數(shù),并根據(jù)測量結果判斷場效應管的好壞。


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