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
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，形成兩個不對稱的P+N結（即耗盡層）。兩個P+區并聯在一起，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型區中的多數載流子（空穴），吸引N型區的多數載流子（電子），導致電子被吸引到柵極區域的絕緣層下方，形成導電溝道。
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，等效電阻變小；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，出現夾斷點。
測量DS之間的電阻：使用數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，表示管子可能內部短路。
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，通常為數兆歐姆或更高。若讀數較低，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，并根據測量結果判斷場效應管的好壞。
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