結場(chǎng)效應管,結場(chǎng)效應管測量

結場(chǎng)效應管介紹

結場(chǎng)效應管，JFET是在同一塊N形半導體上制作兩個(gè)高摻雜的P區，并將它們連接在一起，所引出的電極稱(chēng)為柵極g，N型半導體兩端分別引出兩個(gè)電極，分別稱(chēng)為漏極d，源極s。結型場(chǎng)效應晶體管是一種具有放大功能的三端有源器件,是單極場(chǎng)效應管中最簡(jiǎn)單的一種,它可以分N溝道或者P溝道兩種。

結場(chǎng)效應管測量方法

以下是結場(chǎng)效應管測量方法以指針式萬(wàn)用表為例，若使用數字式萬(wàn)用表，注意紅黑表筆與內電池的連接剛好相反。

1、用萬(wàn)用表測量判斷結型場(chǎng)效應管的管腳（電極）

測試電路示意圖如圖1所示，由管子結構可知（可參考《什么是結型場(chǎng)效應管，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。而漏、源極之間是對稱(chēng)結構，呈純電阻性，即正反向電阻基本相等，根據這一特點(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。

圖1 用萬(wàn)用表測試結型聲效應管管腳（極性）

萬(wàn)用電表置R×1k檔，然后反復測試管子的三個(gè)電極，只要其中兩腳的正、反向測試電阻值相等，約為幾千歐姆時(shí)，這兩個(gè)極必定是漏、源極。當然為了驗證還得確定剩下那只腳是柵極，該腳對漏、源極中任一腳的正、反向電阻應是不一樣大的（PN結），若—樣，說(shuō)明該管是壞的。

當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，若兩次測出的電阻均較?。◣字潦畮赘蓺W），說(shuō)明測的是PN結的正向電阻，被測管屬于N溝道場(chǎng)效應管。若兩次鍘出的電阻均很大，說(shuō)明測的是PN結的反向電阻，被測管屬于P溝道場(chǎng)效應管。

源極與漏極可以互換使用，故無(wú)必要再區分了。

2、結型場(chǎng)效應管放大能力的測量

如圖2所示，以測量N溝道場(chǎng)效應管為例，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感應電壓作輸入信號加到柵極上，控制PN結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(guān)察到指針有較大幅度的擺動(dòng)，由此說(shuō)明該管的放大能力較強，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(wú)放大能力，不能使用。

圖2 結型場(chǎng)效應管放大能力的測量

在測試中請注意，因人體感應的50Hz交流電壓較大（幾十伏），并且不同的場(chǎng)效應管在使用歐姆檔測量時(shí)的工作點(diǎn)可能不一樣（工作于飽和區或非飽和區），所以用手捏柵極測量時(shí)，指針可能向右偏轉偏轉（RDS減?。?，也可能向左偏轉（RDS增大），均屬于正?，F象。經(jīng)驗表明，多數管于的RDS是增大的，即指針—般向左偏轉，少數管子的RDS減小，指針向右偏轉，另外，指針偏轉后還可能有微微擺動(dòng)．這與手捏柵極的松緊程度和感應電壓大小變化有關(guān)，也屬于正?，F象?？傊?，無(wú)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。

測試時(shí)還應注意：由于每測試一次，其柵、源PN結上都會(huì )充上少量電荷，建立起電壓VDS，此時(shí)如果再行測試時(shí)表針有可能不擺動(dòng)，對此應將G－S極間短路一下，一則便于再次測試；二則有利于管子的安全存放。

測試結型好效應管的放大能力，還可以參照測試晶體三極管放大能力的有關(guān)方法進(jìn)行（參考《用萬(wàn)用表測試晶體三極管的電流放大系數β》，在此不再敘述。

3、測試結型場(chǎng)效應管的好壞

萬(wàn)用表置于R×1k檔，先測試PN結的正反向電阻，對于N溝道管來(lái)說(shuō)，用黑表筆接柵極；用紅表筆分別去接漏極和源極，如果測試出的兩個(gè)正向電阻值都較?。s為幾千歐），再交換表筆測出的兩個(gè)反向電阻值都很大，就說(shuō)明PN結是好的，可以使用；如果發(fā)現正反向電阻很?。ń咏诹悖?、很大或大小接近時(shí)，說(shuō)明管子已壞，不能再用。

測量P溝道時(shí)交換表筆披上述方法判別即可。然后測試管于的漏、源極間電阻RDS，萬(wàn)用表檔位不變，如果測得漏、源極間電阻都一樣大，約為幾千歐，說(shuō)明導電溝道是良好的；如果測得電阻RDS很大，說(shuō)明導電溝道內部開(kāi)路，如果RDS很小接近于零，說(shuō)明內部擊穿短路，均不能用。

4．測量結型場(chǎng)效應管的主要參數

結型場(chǎng)效應管的伏安特性曲線(xiàn)如圖3所示，圖中虛線(xiàn)左側為不飽和區，右側為飽和區。結型場(chǎng)效應管在作為放大器作用時(shí)，通常都工作于飽和區。在飽和區范圍內，當電壓VDS變化時(shí)，電流Io的變化不明顯，即是說(shuō)漏極電流ID基本上與漏極電壓VDS無(wú)關(guān)，ID只隨柵極電壓VGS的變化而變化。在零偏壓時(shí)，跨導gm（類(lèi)似于放大倍數）有最大值gmo，我們稱(chēng)名。為零偏壓跨導，它與通導電阻Ron成反比關(guān)系，即：gmo=1/Ron通導電阻是指在VGS=0，VDS又較小時(shí)的溝道電阻。

（1）測量通導電阻Ron和零偏壓跨導gmo　　測量通導電阻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（對于P溝道管表筆反按），這時(shí)測出的電阻值即為通導電阻Ron，Ron約為幾百歐到幾千歐。然后將測出的Ron值代入公式gmo＝1/Ron即可求出零偏壓跨導。例如，測試—只N溝道結型場(chǎng)效應管3DJ2，萬(wàn)用表仍置于×100擋測得Ron＝600Ω，代入上式：

圖4　測量結型場(chǎng)效應管導通電阻

（2）測量夾斷電壓VP

所謂夾斷電壓，即是指當漏極電流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(xiàn)中VP=-2.5V）。

夾斷電壓的測試電路如圖5所示，用雙表法（表型不相同也可以）測量，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(guò)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)用表內電池（9V）給管子加上正向工作電壓。

電位器W起著(zhù)分壓作用，通過(guò)調整其滑動(dòng)觸頭使可改變電壓VGS，以實(shí)現對漏極電流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。測量方法是；調整電位器W，同時(shí)觀(guān)察表2指針的偏轉情況，當指針向左偏轉到1格（約18uA）左右時(shí)停止調整W，這時(shí)取下電位器，分別測出R1、R2的大小，然后根據下面公式就可以計算出夾斷電壓VP（＝VGS）的值：

實(shí)際測試中只需測出R2的值并代入上式就可以求出夾斷電壓了。對于測試P溝道管應將兩只萬(wàn)用表的表筆交換。另外，如果手頭只有一只萬(wàn)用表時(shí)，可以用內阻很低的直流電源代替第一只萬(wàn)用表進(jìn)行測量，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。

結場(chǎng)效應管構造與符號

結型場(chǎng)效應管的構造表示圖及其表示符號如圖2-31所示。

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型嗲電子半導體中的多數載流子（電子）便能夠導電了。這種導電溝道是N型的場(chǎng)效應管，稱(chēng)為N溝道結型場(chǎng)效應管。

圖2-31 (b)中的場(chǎng)效應管在P型硅棒的兩側制成了高摻雜的N型區(N+)，其導電溝道為P型，多數載流子為空穴。

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