功率型场效应管在开关电源中应用广泛,又属于关键器件,本篇就谈谈功率型场效应管原理以及如何测量并判断其好坏!
首先看看功率型场效应管是如何工作的?以增强型NMOS管为例做简要说明,如下图:
开关S断开时,NMOS管的G极无施加电压,D、S极所接的两个N区之间没有导电沟道,两N区不能导通,电流ID为0。
开关S闭合时,因为,栅极绝缘,所以,ID仍为0,但栅极的正向电压会将下面P区中的空穴排开,而将电子吸引到栅极下面。当UGS大于某一电压时,栅极下P区表面的电子浓度超过空穴浓度,从而使P型半导体反型成N型半导体,沟通了D极和S极。
此时,D、S极之间便有了电流ID,此时的正向电压称为开启电压,用UT表示。可见,改变G、S极之间电压UGS的大小,就能改变D、S极间导电沟道的宽窄,ID的大小也就发生变化。不难看出,增强型NMOS管仍属于电压控制型单极性晶体管。
再说一下功率型场效应管是如何测量的?在说之前,先明确一下,增强型NMOS管内含有一个寄生二级管,所以它并没有无反向阻断能力,在两端加反向电压时,仍然导通。如下图:
在判断增强型NMOS管脚极性时,利用的就是这个寄生二极管。正常情况下,G、S极的正、反向均无法导通,阻值为无穷大,D、S极之间加正向电压,无法导通,但加反向电压,电阻较小。
利用此点,就可以判断出功率型场效应管极性。万用表选“×1kΩ”挡,测量各引脚之间的正、反向电阻,当出现一次小电阻值时,红表笔接的引脚为D极,黑表笔接的引脚为S极,余下一脚为G极。
在测量过程中,若出现两次或两次以上小电阻值,则表明损坏。确定完管脚以后,还要测量它的导通能力。先短接G、S极,释放G极上的电荷;接着万用表选“×10kΩ”档(输出9V电源),红表笔接S极,黑表笔接D极,施加正向电压,此时表针指应为无穷或接近无穷,后保持红表笔不动,让黑表笔触碰G极,建立导电通道,再将黑表笔移至D极,功率型场效应管若正常,表针应马上由大变小,接近于0;再短接G、S极,释放G极上的电荷,消除G极电压,若功率型场效应管正常,内部导电沟道会消失,表针指示又变为无穷大。以此判断功率型场效应管是否正常。
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