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n溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與測(cè)量好壞方法介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2025-06-24 18:16:14
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n溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與測(cè)量好壞方法介紹
一、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理
(一)結(jié)構(gòu)組成
N溝道場(chǎng)效應(yīng)管(N-ChannelFieldEffectTransistor,N-FET)主要以N型半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)構(gòu)建。以其結(jié)構(gòu)為例,通常包含一塊N型半導(dǎo)體,在其兩側(cè)各擴(kuò)散形成高雜質(zhì)濃度的P+區(qū),進(jìn)而構(gòu)成兩個(gè)不對(duì)稱的P+N結(jié)(即耗盡層)。這兩個(gè)P+區(qū)并聯(lián)后引出柵極(G),而在N型半導(dǎo)體兩端分別引出源極(S)和漏極(D)。該場(chǎng)效應(yīng)管主要依靠三個(gè)引腳發(fā)揮作用,包括源極(Source,S)、漏極(Drain,D)和柵極(Gate,G)。其中,源極是電流流出的端點(diǎn),漏極則作為電流流入的端點(diǎn),柵極通過改變電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)源極和漏極之間導(dǎo)電溝道寬度的精準(zhǔn)調(diào)控。
(二)導(dǎo)電溝道形成與工作原理
導(dǎo)電溝道形成:在柵極和源極之間施加電壓源VGG,柵極帶正電荷,而P型襯底帶負(fù)電荷,進(jìn)而在柵極和P型襯底之間形成電場(chǎng)。該電場(chǎng)排斥P型區(qū)中的多數(shù)載流子(空穴),同時(shí)吸引N型區(qū)的多數(shù)載流子(電子),促使電子聚集到柵極區(qū)域的絕緣層下方,最終形成導(dǎo)電溝道。
n溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理
n溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理
n溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理
閾值電壓:當(dāng)柵源電壓VGG達(dá)到閾值電壓VTH時(shí),導(dǎo)電溝道方才形成。閾值電壓VTH與MOS管的制造工藝和材料密切相關(guān)。隨著柵源電壓VGG的增大,電場(chǎng)強(qiáng)度增加,導(dǎo)電溝道變厚,等效電阻隨之減??;相反,若柵源電壓VGG減小,導(dǎo)電溝道則會(huì)變窄,等效電阻增大。
漏源電壓影響:在漏極和源極之間施加電壓源VDD,漏極電流Id經(jīng)導(dǎo)電溝道流動(dòng)。漏源電壓VDD使漏極電位高于源極電位,造成靠近漏極一側(cè)的導(dǎo)電溝道較窄,靠近源極一側(cè)的導(dǎo)電溝道較寬。當(dāng)VDD增加時(shí),漏極電流Id初期會(huì)線性增長(zhǎng),但當(dāng)VDD增加到使柵漏電壓VGD減小至等于閾值電壓VTN時(shí),漏極電流Id基本保持恒定,此時(shí)出現(xiàn)夾斷點(diǎn)。
二、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量方法
(一)測(cè)量DS間電阻
使用數(shù)字萬用表,調(diào)至二極管檔位。將場(chǎng)效應(yīng)管的柵極懸空,紅表筆接觸漏極,黑表筆接觸源極。若場(chǎng)效應(yīng)管性能良好,正向測(cè)量時(shí),萬用表應(yīng)顯示“OL”(溢出)或極高電阻值;反向測(cè)量時(shí),應(yīng)顯示硅二極管的正向壓降,通常在0.5-0.7伏特之間。倘若顯示接近0或阻值較低,則場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)部可能存在短路。
(二)測(cè)量GS間電阻
將萬用表調(diào)至電阻檔最高量程,測(cè)量柵極與源極之間的電阻。性能良好的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管,GS間電阻應(yīng)極高,通常為數(shù)兆歐姆甚至更高。若讀數(shù)偏低,接近0或有一定阻值,可能意味著場(chǎng)效應(yīng)管損壞或性能下降。
(三)柵極電容充電測(cè)試
運(yùn)用二極管檔位,先將柵極懸空,測(cè)量DS間電阻確認(rèn)正常。隨后,紅表筆接?xùn)艠O,黑表筆接源極,給柵極電容充電數(shù)秒。再次測(cè)量DS間電阻,若場(chǎng)效應(yīng)管性能良好,DS間電阻應(yīng)明顯減小,這是因?yàn)闁艠O電壓促使導(dǎo)電溝道開啟。若測(cè)量讀數(shù)無變化,可能場(chǎng)效應(yīng)管的柵控功能失效。
(四)使用專用儀器測(cè)量
可借助場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)試儀對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行全面測(cè)量。該測(cè)試儀能自動(dòng)測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的各項(xiàng)參數(shù),并依據(jù)測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)判斷場(chǎng)效應(yīng)管的好壞。通過這種方式,可快速、高效地評(píng)估場(chǎng)效應(yīng)管的性能,為電子設(shè)備的故障診斷和維修提供有力支持。
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