为了配合本刊今年举办的V－MOS场效应功率管的制作比赛，在今年第2期及第3期的“无线电”杂志上，我们曾初步介绍了这种管子的特点，并给出了一些实际应用电路，本期则进一步介绍一下这种管子在业余情况下的测量方法，并讲讲在使用中的注意事项，以帮助读者正确选择使用这种管子。这次供比赛用的是一种塑封管，型号为V40AT，功率为40瓦，反压大于60V。
V－MOS管主要参数及其测量方法
1．栅源耐压BV\(_{Gss}\)：以前我们在文章中曾讲过，V－MOS管内部栅、源极之间是一种SiO2层，这一SiO\(_{2}\)层很薄，所以栅源之间耐压不很高，一般在30～50伏之间。每只管子的BVGss值具体是多少，在业余条件下不能测量。应注意的是栅源之间一旦击穿，将造成器件的永久性损坏，所以在使用中不要超过20伏，一般在电路中多在10伏以下使用。读者可用万用表测量一下G、S极之间的正、反向电阻，对于没有保护二极管的管子，如果阻值均无限大，说明管子未被击穿。如果阻值很小，说明管子损坏了。
为了保护栅极的氧化层，使它免被击穿，电路中多在栅极和源极之间并联一只限压保护二极管。有一部分V-MOS管在制造时这种二极管已设置在内部电路中，如图1所示。这时就不必在外电路中另加保护二极管了。对于内部不带保护二极管的器件，在使用或进行测量时要小心一点，以防止意外损坏。
2．漏、源耐压BV\(_{Dss}\)的测量：一般规定，当UGS＝0，漏源之间的反向泄漏电流达到某一规定值时，漏、源极之间所加的电压就称为漏源极之间的耐压，用BV\(_{Dss}\)表示。上述的泄漏电流值一般取10微安。在使用时，漏源工作电压的峰值应小于BVDss。
根据以上规定，我们可以按图2所示的电路测量BV\(_{Dss}\)。电路接好后，应使电压由小到大缓慢调整，当电流表指示数为10微安时，电压表的读数就是BVDss。图中R为限流电阻。要注意的是，普通电压表内阻较小，工作电流多在几十微安以上，因此不要将电压表直接跨接在D、S极之间，以免增大测量误差。
如果用JT－1图示仪测量BV\(_{Dss}\)是非常方便的。对N沟道增强型V－MOS管的测量可按下述步骤进行：管脚接法按图3所示，注意仪器的外壳应良好接地。在管子插入以前，测试选择开关置于“关”的位置。开机后，将光点调到荧光屏刻度座标的左下角。其它各选择开关分别置于下述位置。峰值电压范围：选择在0～220V；集电极扫描电压极性；选择为正（＋）；功耗限制电阻：选择为100kΩ；x轴集电极电压：选择为20伏／度；y轴集电极电流：选择为0.01毫安／度；阶梯作用：置于“关”；零电流、零电压：置于“零电压”位置。
将测试开关打开，慢慢调节集电极电压，当荧光屏y轴刻度为10微安时，对应在x轴上的电压即为BV\(_{Dss}\)值。
3．阈电压V\(_{th}\)的测量：我们规定，当源漏电流为1毫安时，栅源之间的电压称为Vth，一般为2～4伏。可按图4电路进行测试，将E\(_{1}\)由零伏起调，缓慢增加，当电流表指示为1毫安时，电压表的读数则为Vth。
4．漏源电流I\(_{Ds}\)的测量：当UDs＝10伏、U\(_{Gs}\)＝10伏时，漏源之间通过的电流即为IDs，它表示器件的电流容量。可按图5进行测量，电路接通后电流表的指示数即为I\(_{Ds}\)值。
5.输出特性的测量：以U\(_{Gs}\)为参变量、IDs和U\(_{Ds}\)的关系就称为输出特性，如图6所示。输出特性分为三个区域：Ⅰ区为可调电阻区；Ⅱ区为饱和区；Ⅲ区为雪崩区。
通常规定，在确定的栅压U\(_{GS}\)下，V－MOS管由可变电阻区Ⅰ开始进入饱和区Ⅱ时的直流电阻值即称为“开态电阻”（又叫导通电阻），用Ron表示。R\(_{on}\)阻值的大小决定了管子的损耗值，它是一个十分重要的参数。
用JT－1图示仪可以直接观测管子的输出特性曲线。以N沟道增强型V－MOS管V40AT为例，测试方法是：管脚接法如图7所示。开机后光点应调到荧光屏刻度的左下角。各选择开关置于下列位置：“峰值电压范围”选择在0～20V；“集电极扫描电压极性”置于正（＋）；功耗限制电阻选为2欧（I\(_{Ds}\)在5A以上时应选1Ω或为零Ω）；“x轴集电极电压”选择2V／度；“y轴集电极电流”选择为500毫安／度；“阶梯作用”置于“重复”位置；“阶梯极性”选择为正（＋）；“阶梯选择”为1毫安／级。
如图所示，在B端和E端之间外接一个1千欧电阻，则基极阶梯电流（1毫安）将在这个电阻上产生伏／级的阶梯电压供栅极使用。各控制部分调好后，慢慢调节集电极电压，在荧光屏上将会出现图6所示的输出特性曲线。可调电阻区越窄，说明管子的导通电阻越小。在业余条件下进行测量时，在可变电阻区与饱和区的临界线上取电流为1安培时所对应的电压数值，即为导通电阻的数值。图6所示管子的导通电阻为2欧。我们希望在饱和区时曲线平坦一些，曲线越平坦则越好。
6.转移使性和跨导gm的测量：在饱和区内某一固定的漏源电压U\(_{Ds}\)下，漏源电流IDs和概压U\(_{Gs}\)之间的关系，即称为器件的转移特性。V－MOS管典型的转移特性如图8所示。转移特性反映了栅极电压对漏源电流的控制能力。定量的表达这种控制能力的参数称为跨导，用gm表示，即gm=ΔIDΔU\(_{GS}\)|UDS=常数°跨导是功率V-MOS器件的一个重要参数，只有gm足够大时I\(_{D}\)才能大。跨导的单位是毫安／伏，常用毫安姆欧（m表示。图9是gm的测量电路，例如，有一只V－MOS管，阈值电压Vth为2伏，施加6伏的栅极电压时，其漏源电流I\(_{D}\)为2安，那么跨导gm≈2×10\(^{3}\);6-2=500m
如果利用JT－1图示仪，可以很方便地测量V－MOS管的转移特性，并可直接求出gm。测试方法是：在测试输出特性时，将“集电极扫描电压”调整在U\(_{Ds}\)为10伏处（从x轴刻度上看），将x轴作用拨至“基极电路或基极、源极电压”档，即可获得图10所示的转移特性曲线。由于在管子G、S极之间的阶梯电压为每级1伏，所以每变化一级时，电流的增长量即为跨导值。
用万用表测量V－MOS管
在业余条件下，读者可能没有专用仪表，这时可利用万用表对V－MOS管进行简单的测试，以粗略判断管子的质量。
1．判断各电极极性：图11为万用表欧姆档的内部原理图，当被测试的元器件的管脚分别接触两表笔时，黑表笔一端相当于电源正极，红表笔一端为电源负极。对内部没有设保护二极管的V－MOS管，在测试栅极与源极或栅极与漏极之间的电阻时，不论万用表表笔极性如何，阻值均为无限大（即不导通）。所以在判断电极时，可首先找到栅极。其余两个电极（即D、S极）在正常情况下相当于一个PN结。对N沟道增强型管子，漏极D接N区，源极接P区，因此当万用表红表笔接触源极、黑表笔接触漏极时，表现出的电阻应较大，相当于PN结反向截止。反之黑表笔接源极、红表笔接漏极时，表现出的电阻应较小，相当于PN结正向导通。
2.跨导大小的判断：对N沟道增强型管子，在测量跨导性能时，可以按图12那样用红表笔接源极、黑表笔接漏极，这就相当于在源、漏极之间加了一个反向电压。此时栅极是开路的，管子的反向电阻很不稳定，当用手接触栅极时，会发现管子的反向电阻有明显地变化。变化越大，说明管子的跨导值越高。要注意的是万用表的欧姆档必须选在“R×10K”的高阻档，这时表内电压较高，测试时阻位变化较明显。如果用“R×1kΩ”档，因表内电压较低则不能测试。如果被测管子的跨导较小，用此法测量时反向阻值则变化不大。
V－MOS管在使用中的注意事项
1．对于内部未设置栅极保护二极管的管子，在电路允许的情况下，可以外接保护二极管。
2．检测V－MOS管的仪器外壳应良好接地。
3．焊接V－MOS管时，烙铁外皮必须预先良好接地。为了安全起见，最好在焊接时将管子的三个电极暂时短路。
4．用图示仪等仪器观察管子的输出特性时，应在栅极回路中串进一只5～10kΩ的电阻，以避免出现自激振荡。
5.用万用表测量V－MOS管时，应尽量避免用表笔单独接触栅极。
6．在机器通电的情况下，不要安装或拆卸V－MOS管。测试V－MOS管时，也要先插好管子后再接通电路。测试完毕后，要先断开电路的电源再将管子取下。
7．V－MOS功率管应安装在散热板上，对散热板的要求与普通功率管是一样的。(张军)
