功率MOSFET的简易测试(三)
功率MOSFET阈值电压的测定

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在一些功率MOSFET的选择指南中,往往只给出耐压值V\(_{DS}\)、最大漏极电流I\(_{D}\)、最大功耗P\(_{D}\)及一定V\(_{GS}\)条件下的导通电阻R\(_{DS(ON)}\)值。如果功率MOSFET工作在线性范围时,往往需要了解其阈值电压值,即功率MOSFET在刚导通时(I\(_{D}\)=250μA或1mA时的V\(_{GS}\)值)。这个值称为阈值电压,用V\(_{GS(th)}\)来表示。这在低工作电压时(如V\(_{CC}\)=3V~3.6V),很需要了解V\(_{GS(th)}\)值,当V\(_{GS(th)}\)值太大时,在3~3.6V时不可能获得较大的I\(_{D}\)。

阈值电压又称开启电压,其定义并不统一,有的规定在VGS电压加大到I\(_{D}\)=10μA时的值称为V\(_{GS(th)}\);有的则规定为250μA,有的规定为1mA。对功率MOSFET来说,这仅仅是刚导通时的V\(_{GS}\)值。V\(_{GS(th)}\)如图1所示。

图1
图1 🔍原图 (283×265)

测定V\(_{GS(th)}\)的电路如图2及图3所示。图2是测P管电路,图3是测N管电路。电路十分简单,但由图1可知功率MOSFET的转移特性是很徒的,V\(_{GS}\)一旦越过V\(_{GS(th)}\)值,I\(_{D}\)增加极快,若操作不善会电流过大而损坏电流表。现以图2为例(测P管的V\(_{GS(th)}\)值)说明操作过程:10k电位器最好用多圈的,并且在测定前使滑臂(中心抽头)转到最高端,使VS=VG;将电流表打在50mA挡(或20mA挡);接通电源V\(_{CC}\)(电流表应无指示,电压表无指示或有极小的指示);电流表拨到5mA挡或2mA挡;电位器向下转动,电压表有指示(但主要监视电流表),当电流表有指示后,缓慢转动到-I\(_{D}\)=1mA,并记下电压表的值,此时的电压值即-V\(_{GS(th)}\)(这里有负号,它表示V\(_{S}\)>V\(_{G}\),所以V\(_{GS}\)是负值);漏极电流是从S极流到D极,所以I\(_{D}\)是负的。

图2
图2 🔍原图 (425×380)
图3
图3 🔍原图 (425×432)

采用3\(^{1}\)/2位数字表有更好的测量精度。阈值电压一般是0.5V~3.0V。

若仅有一块表时,可先测-ID=1mA,然后取下串接的电流表(使D极接地),再拨到电压挡测-V\(_{GS}\)的电压。在取下串接的电流表时应先断开V\(_{CC}\),但不要转动电位器,接好电压表后,测电流-V\(_{GS}\)值即可。

(文/方佩敏)