看明白場(chǎng)效應管應該如何檢測維修-詳解工作原理-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-08-04
場(chǎng)效應晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)(FET)）簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應管。主要有兩種類(lèi)型（junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導體場(chǎng)效應管（metal-oxide semiconductor FET，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS-FET）。由多數載流子參與導電，也稱(chēng)為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優(yōu)點(diǎn)，現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。場(chǎng)效應管（FET）是利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應來(lái)控制輸出回路電流的一種半導體器件，并以此命名。由于它僅靠半導體中的多數載流子導電，又稱(chēng)單極型晶體管。FET 英文為Field Effect Transistor，簡(jiǎn)寫(xiě)成FET。
與雙極型晶體管相比，場(chǎng)效應管具有如下特點(diǎn)。
（1）場(chǎng)效應管是電壓控制器件，它通過(guò)VGS(柵源電壓)來(lái)控制ID（漏極電流）；
（2）場(chǎng)效應管的控制輸入端電流極小，因此它的輸入電阻（107～1012Ω）很大。
（3）它是利用多數載流子導電，因此它的溫度穩定性較好；
（4）它組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數；
（5）場(chǎng)效應管的抗輻射能力強；
（6）由于它不存在雜亂運動(dòng)的電子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。
場(chǎng)效應管工作原理用一句話(huà)說(shuō)，就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說(shuō)，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域，表示的過(guò)渡層的擴展因為不很大，根據漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng)，源極區域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。從門(mén)極向漏極擴展的過(guò)度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著(zhù)過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。
在過(guò)渡層由于沒(méi)有電子、空穴的自由移動(dòng)，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動(dòng)。但是此時(shí)漏極-源極間的電場(chǎng)，實(shí)際上是兩個(gè)過(guò)渡層接觸漏極與門(mén)極下部附近，由于漂移電場(chǎng)拉去的高速電子通過(guò)過(guò)渡層。因漂移電場(chǎng)的強度幾乎不變產(chǎn)生ID的飽和現象。其次，VGS向負的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時(shí)過(guò)渡層大致成為覆蓋全區域的狀態(tài)。而且VDS的電場(chǎng)大部分加到過(guò)渡層上，將電子拉向漂移方向的電場(chǎng)，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。
（一）MOS場(chǎng)效應管電源開(kāi)關(guān)電路
MOS場(chǎng)效應管也被稱(chēng)為金屬氧化物半導體場(chǎng)效應管(MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)。它一般有耗盡型和增強型兩種。增強型MOS場(chǎng)效應管可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱(chēng)為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。對于N溝道的場(chǎng)效應管其源極和漏極接在N型半導體上，同樣對于P溝道的場(chǎng)效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。場(chǎng)效應管的輸出電流是由輸入的電壓（或稱(chēng)電場(chǎng)）控制，可以認為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時(shí)這也是我們稱(chēng)之為場(chǎng)效應管的原因。
在二極管加上正向電壓（P端接正極，N端接負極）時(shí)，二極管導通，其PN結有電流通過(guò)。這是因為在P型半導體端為正電壓時(shí)，N型半導體內的負電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導體端，而P型半導體端內的正電子則朝N型半導體端運動(dòng)，從而形成導通電流。同理，當二極管加上反向電壓（P端接負極，N端接正極）時(shí)，這時(shí)在P型半導體端為負電壓，正電子被聚集在P型半導體端，負電子則聚集在N型半導體端，電子不移動(dòng)，其PN結沒(méi)有電流通過(guò)，二極管截止。在柵極沒(méi)有電壓時(shí)，由前面分析可知，在源極與漏極之間不會(huì )有電流流過(guò)，此時(shí)場(chǎng)效應管處與截止狀態(tài)（圖7a）。當有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS場(chǎng)效應管柵極上時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，此時(shí)N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來(lái)而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋，使得電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導中，從而形成電流，使源極和漏極之間導通?？梢韵胂駷閮蓚€(gè)N型半導體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當于為它們之間搭了一座橋梁，該橋的大小由柵壓的大小決定。
（二）C-MOS場(chǎng)效應管（增強型MOS場(chǎng)效應管）
電路將一個(gè)增強型P溝道MOS場(chǎng)效應管和一個(gè)增強型N溝道MOS場(chǎng)效應管組合在一起使用。當輸入端為低電平時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應管和N溝道MOS場(chǎng)效應管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。通過(guò)這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響，使得柵壓在還沒(méi)有到0V，通常在柵極電壓小于1到2V時(shí)，MOS場(chǎng)效應管既被關(guān)斷。不同場(chǎng)效應管其關(guān)斷電壓略有不同。也正因為如此，使得該電路不會(huì )因為兩管同時(shí)導通而造成電源短路。
測量場(chǎng)效應管的好壞一般采用數字萬(wàn)用表的二極管（蜂鳴擋）。測量前須將三只引腳短接放電，避免測量中發(fā)生誤差。用兩表筆任意觸碰場(chǎng)效應管的三只引腳中的兩只，好的場(chǎng)效應管測量結果應只有一次有讀數，并且在 400～800 之間。如果在最終測量結果中測得只有一次有讀數，并且為“0”時(shí)，或者測量結果中有兩次讀數，須用小鑷子短接該組引腳重新進(jìn)行測量。如果重測后阻值在 400～800 之間說(shuō)明場(chǎng)效應管正常。如果其中有一組數據為0，則場(chǎng)效應管已經(jīng)被擊穿。
場(chǎng)效應管的檢測步驟如下：
（1）首先觀(guān)察待測場(chǎng)效應管外觀(guān)，看待測場(chǎng)效應管是否完好，如果存在燒焦或針腳斷裂等情況說(shuō)明場(chǎng)效應管已發(fā)生損壞，如圖1所示，本次待測的場(chǎng)效應管外型完好沒(méi)有明顯的物理?yè)p壞。
（2）待測場(chǎng)效應管外型完好沒(méi)有明顯損壞需進(jìn)一步進(jìn)行測量，用一小鑷子夾住待測場(chǎng)效應管用熱風(fēng)焊臺將待測場(chǎng)效應管焊下。
（3）將場(chǎng)效應管從主板中卸下后，須用小刻刀清潔待測場(chǎng)效應管的引腳，如圖2所示。去除引腳上的污物，避免因油污的隔離作用影響測量時(shí)的準確性。
（4）清潔完成后，用小鑷子對待側場(chǎng)效應管進(jìn)行放電避免殘留電荷對檢測的影響（場(chǎng)效應管極易存儲電荷）如圖3所示。
（5）選擇數字萬(wàn)用表的 “二極管”擋，如圖4所示。
（6）將黑表筆接待測場(chǎng)效應管左邊的第一只引腳，用紅表筆分別去測與另外兩只引腳間的阻值，如圖5所示。兩次檢測均為無(wú)窮大。
（7）將黑表筆接中間的引腳，用紅表筆分別去測與另外兩只引腳間的阻值，如圖6所示。
（8）將黑表筆接在第三只引腳上，用紅筆筆分別去測另外兩只引腳與該引腳間的阻值如圖7所示。
（9）由于測量的場(chǎng)效應管的三只引腳中的任意兩只引腳的阻值，只有一次有讀（540），且阻值在 400～800 之間，因此判斷此場(chǎng)效應管正常。
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