三極管知識(shí)

眾所周知，傳統(tǒng)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上，其工作電流基本上是沿水平方向流動(dòng)。VMOS管則不同，從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第一，金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu)；第二，具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流動(dòng)，而是自重?fù)诫sN+區(qū)（源極S）出發(fā)，經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū)，最后垂直向下到達(dá)漏極D。電流方向如圖中箭頭所示，因?yàn)榱魍ń孛娣e增大，所以能通過大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層，因此它仍屬于絕緣柵型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。

國內(nèi)生產(chǎn)VMOS場(chǎng)效應(yīng)管的典型產(chǎn)品有VN401、VN672、VMPT2等。其中，IRFPC50的外型如圖所示。

下面介紹檢測(cè)VMOS管的方法。

1.判定柵極G

將萬用表撥至R×1k檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大，并且交換表筆后仍為無窮大，則證明此腳為G極，因?yàn)樗土硗鈨蓚€(gè)管腳是絕緣的。

2.判定源極S、漏極D

由圖1可見，在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別S極與D極。用交換表筆法測(cè)兩次電阻，其中電阻值較低（一般為幾千歐至十幾千歐）的一次為正向電阻，此時(shí)黑表筆的是S極，紅表筆接D極。

3.測(cè)量漏-源通態(tài)電阻RDS（on）

將G-S極短路，選擇萬用表的R×1檔，黑表筆接S極，紅表筆接D極，阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。

由于測(cè)試條件不同，測(cè)出的RDS（on）值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R×1檔實(shí)測(cè)一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。

4.檢查跨導(dǎo)

將萬用表置于R×1k（或R×100）檔，紅表筆接S極，黑表筆接D極，手持螺絲刀去碰觸柵極，表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)愈大，管子的跨導(dǎo)愈高。

注意事項(xiàng)：

（1）VMOS管亦分N溝道管與P溝道管，但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對(duì)于P溝道管，測(cè)量時(shí)應(yīng)交換表筆的位置。

（2）有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管，本檢測(cè)方法中的1、2項(xiàng)不再適用。

（3）目前市場(chǎng)上還有一種VMOS管功率模塊，專供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊，內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只，構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。

（4）現(xiàn)在市售VNF系列（N溝道）產(chǎn)品，是美國Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場(chǎng)效應(yīng)管，其最高工作頻率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信號(hào)低頻跨導(dǎo)gm=2000μS。適用于高速開關(guān)電路和廣播、通信設(shè)備中。

（5）使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例，該管子加裝140×140×4（mm）的散熱器后，最大功率才能達(dá)到30W

場(chǎng)效應(yīng)晶體管

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管，它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高（108～109Ω）、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。

場(chǎng)效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）因有兩個(gè)PN結(jié)而得名，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（JGFET）則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用最為廣泛的是MOS場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管，以及最近剛問世的πMOS場(chǎng)效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。

按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。見附圖1。

MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管使用注意事項(xiàng)。

MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管在使用時(shí)應(yīng)注意分類，不能隨意互換。MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管由于輸入阻抗高（包括MOS集成電路）極易被靜電擊穿，使用時(shí)應(yīng)注意以下規(guī)則：

1. MOS器件出廠時(shí)通常裝在黑色的導(dǎo)電泡沫塑料袋中，切勿自行隨便拿個(gè)塑料袋裝。也可用細(xì)銅線把各個(gè)引腳連接在一起，或用錫紙包裝

2.取出的MOS器件不能在塑料板上滑動(dòng)，應(yīng)用金屬盤來盛放待用器件。

3. 焊接用的電烙鐵必須良好接地。

4. 在焊接前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接，再M(fèi)OS器件焊接完成后在分開。

5. MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機(jī)時(shí)順序相反。

6.電路板在裝機(jī)之前，要用接地的線夾子去碰一下機(jī)器的各接線端子，再把電路板接上去。

7. MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極在允許條件下，最好接入保護(hù)二極管。在檢修電路時(shí)應(yīng)注意查證原有的保護(hù)二極管是否損壞。

場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試

下面以常用的3DJ型N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例解釋其測(cè)試方法：

3DJ型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管可看作一只NPN型的晶體三極管，柵極G對(duì)應(yīng)基極b，漏極D對(duì)應(yīng)集電極c，源極S對(duì)應(yīng)發(fā)射極e。所以只要像測(cè)量晶體三極管那樣測(cè)PN結(jié)的正、反向電阻既可。把萬用表撥在R*100擋用黑表筆接場(chǎng)效應(yīng)管其中一個(gè)電極，紅表筆分別接另外兩極，當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時(shí)，黑表筆接的就是場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。紅表筆接的就是漏極或源極。對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言，漏極和源極可以互換。對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。

目前常用的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和MOS型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的管腳順序如圖2所示。

硅管、鍺管的判別

硅管和鍺管在特性上有很大不同，使用時(shí)應(yīng)加以區(qū)別。我們知道，硅管和鍺管的PN結(jié)正向電阻是不一樣的，即硅管的正向電阻大，鍺管的小。利用這一特性就可以用萬用表來判別一只晶體管是硅管還是鍺管。

判別方法如下：

將萬用表撥到R*100擋或R*1K擋。測(cè)量二極管時(shí)，萬用表的正端接二極管的負(fù)極，負(fù)端接二極管的正極；測(cè)量NPN型的三極管時(shí)，萬用表的負(fù)端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測(cè)量PNP型的三極管時(shí)，萬用表的正端接基極，負(fù)端接集電極或發(fā)射極。

按上述方法接好后，如果萬用表的表針指示在表盤的右端或靠近滿刻度的位置上（即阻值較小），那么所測(cè)的管子是鍺管；如果萬用表的表針在表盤的中間或偏右一點(diǎn)的位置上（即阻值較大），那么所測(cè)的管子是硅管。

測(cè)判三極管的口訣

三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學(xué)者的一項(xiàng)基本功，為了幫助讀者迅速掌握測(cè)判方法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測(cè)不準(zhǔn)，動(dòng)嘴巴。”下面讓我們逐句進(jìn)行解釋吧。

一、 三顛倒，找基極

大家知道，三極管是含有兩個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個(gè)PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導(dǎo)電類型的三極管，圖1是它們的電路符號(hào)和等效電路。

測(cè)試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。由圖可見，紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負(fù)極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。

假定我們并不知道被測(cè)三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測(cè)試的第一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。這時(shí)，我們?nèi)稳蓚€(gè)電極（如這兩個(gè)電極為1、2），用萬用電表兩支表筆顛倒測(cè)量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個(gè)電極和2、3兩個(gè)電極，分別顛倒測(cè)量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測(cè)量中，必然有兩次測(cè)量結(jié)果相近：即顛倒測(cè)量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然是顛倒測(cè)量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測(cè)的那只管腳就是我們要尋找的基極（參看圖1、圖2不難理解它的道理）。

二、 PN結(jié)，定管型

找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個(gè)電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)電類型（圖1）。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個(gè)電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測(cè)三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測(cè)管即為PNP型。

三、 順箭頭，偏轉(zhuǎn)大

找出了基極b，另外兩個(gè)電極哪個(gè)是集電極c，哪個(gè)是發(fā)射極e呢？這時(shí)我們可以用測(cè)穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。

（1） 對(duì)于NPN型三極管，穿透電流的測(cè)量電路如圖3所示。根據(jù)這個(gè)原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測(cè)量?jī)蓸O間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測(cè)量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會(huì)有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時(shí)電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致（“順箭頭”），所以此時(shí)黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。

（2） 對(duì)于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致，所以此時(shí)黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。

四、 測(cè)不出，動(dòng)嘴巴

若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測(cè)量過程中，若由于顛倒前后的兩次測(cè)量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時(shí)，就要“動(dòng)嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測(cè)量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含?。ɑ蛴蒙囝^抵?。┗姌Ob，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。

高頻管和低頻管的判別

高頻管和低頻管因其特性和用途不同而一般不能互相代用。

這里介紹如何用萬用表來快速判別它高頻管與低頻管。判別方法為：

首先用萬用表測(cè)量三極管發(fā)射極的反向電阻，如果是測(cè)量PNP型管，萬用表的負(fù)端接基極，正端接發(fā)射極；如果是測(cè)量NPN型管，萬用表的正端接基極，負(fù)端接發(fā)射極。然后用萬用表的R*1KΩ擋測(cè)量，此時(shí)萬用表的表針指示的阻值應(yīng)當(dāng)很大，一般不超過滿刻度值的1/10。再將萬用表轉(zhuǎn)換到R*10KΩ擋，如果表針指示的阻值變化很大，超過滿刻度值的1/3，則此管為高頻管；反之，如果萬用表轉(zhuǎn)換到R*10KΩ擋后，表針指示的阻值變化不大，不超過滿刻度值的1/3，則所測(cè)的管子為低頻管。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管的好壞的判斷。

先用MF10型萬用表R*100KΩ擋（內(nèi)置有15V電池），把負(fù)表筆（黑）接?xùn)艠O（G），正表筆（紅）接源極（S）。給柵、源極之間充電，此時(shí)萬用表指針有輕微偏轉(zhuǎn)。再該用萬用表R*1Ω擋，將負(fù)表筆接漏極（D），正表筆接源極（S），萬用表指示值若為幾歐姆，則說明場(chǎng)效應(yīng)管是好的。

壹芯微科技針對(duì)二三極管,MOS管作出了良好的性能測(cè)試，應(yīng)用各大領(lǐng)域，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點(diǎn)擊右邊的工程師,或者點(diǎn)擊銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹