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7.4 场效应晶体管的检测方法
场效应晶体管是一种常见的电压控制器件,易被静电击穿损坏,原则上不能用万用表直接检测各引脚之间的正、反向阻值,可以在电路板上在路检测,或根据在电路中的功能搭建相应的电路,然后进行检测。
7.4.1 结型场效应晶体管放大能力的检测方法
场效应晶体管的放大能力是最基本的性能之一,一般可使用指针万用表粗略测量场效应晶体管是否具有放大能力。
图7-19为结型场效应晶体管放大能力的检测方法。
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图7-19 结型场效应晶体管放大能力的检测方法
根据结型场效应晶体管放大能力的检测方法和判断依据,选取一个已知性能良好的结型场效应晶体管,检测方法和判断步骤如图7-20所示。
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图7-20 结型场效应晶体管放大能力的检测示例
在正常情况下,万用表指针摆动的幅度越大,表明结型场效应晶体管的放大能力越好;反之,表明放大能力越差。若螺钉旋具接触栅极(G)时指针不摆动,则表明结型场效应晶体管已失去放大能力。
测量一次后再次测量,表针可能不动,正常,可能是因为在第一次测量时,G、S之间的结电容积累了电荷。为能够使万用表的表针再次摆动,可在测量后短接一下G、S。
7.4.2 绝缘栅型场效应晶体管放大能力的检测方法
绝缘栅型场效应晶体管放大能力的检测方法与结型场效应晶体管放大能力的检测方法相同。需要注意的是,为避免人体感应电压过高或人体静电使绝缘栅型场效应晶体管击穿,检测时尽量不要用手触碰绝缘栅型场效应晶体管的引脚,可借助螺钉旋具碰触栅极引脚完成检测,如图7-21所示。
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图7-21 绝缘栅型场效应晶体管放大能力的检测方法
7.4.3 场效应晶体管驱动放大特性的检测方法
图7-22是场效应晶体管作为驱动放大器件的测试电路。图中,发光二极管是被驱动器件;场效应晶体管VF作为控制器件。场效应晶体管D-S之间的电流受栅极G电压的控制,特性如图7-22(b)所示。
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图7-22 场效应晶体管作为驱动放大器件的测试电路
当场效应晶体管的栅极电压低于3V时,场效应晶体管处于截止状态,发光二极管无电流,不亮。
当场效应晶体管的栅极电压超过3V、小于3.5V时,漏极电流开始线性增加,处于放大状态。
当场效应晶体管的栅极电压大于3.5V时,场效应晶体管进入饱和导通状态。
可以使用数字万用表对场效应晶体管的驱动放大性能进行检测,搭建测试电路如图7-23所示。
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图7-23 场效应晶体管驱动放大性能的检测
电路中,RP1的动片经R1为场效应晶体管栅极提供电压,微调RP1,分别输出低于3V、3~3.5V、高于3.5V等几种电压,用数字万用表检测场效应晶体管漏极(D)的对地电压,即可了解导通情况。
同时,观察LED的发光状态。场效应晶体管截止时,LED不亮;场效应晶体管放大时,LED微亮;场效应晶体管饱和导通时,LED全亮。当场效应晶体管饱和导通时,LED的压降为2V,R2的压降为4V,电流为20mA。
7.4.4 场效应晶体管工作状态的检测方法
图7-24为采用小功率MOS场效应晶体管的直流电动机驱动电路。3个小功率MOS场效应晶体管分别驱动3个直流电动机。3个开关控制3个MOS场效应晶体管的栅极电压。
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图7-24 采用小功率MOS场效应晶体管的直流电动机驱动电路
电路中,当某一开关接通时,电源5V经电阻分压电路为栅极提供驱动电压。栅极电压上升达3.5V。MOS场效应晶体管饱和导通,电动机得电运转。若开关断开,栅极电压下降为0V,MOS场效应晶体管截止,电动机断电停转。
小功率场效应晶体管的工作状态与等效电路如图7-25所示。
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图7-25 小功率场效应晶体管的工作状态与等效电路
小功率场效应晶体管的漏极和源极之间有一个寄生二极管,漏极D有反向电压时有保护作用。场效应晶体管漏极D与源极S之间的阻值受栅极电压的控制。当栅极G电压高于3.5V时,D、S间的阻值趋于0,即饱和导通。当栅极G电压低于2V时,D、S间的阻值趋于无穷大,相当于短路状态截止。其关系曲线如图7-26所示。
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图7-26 场效应晶体管漏极电流与UGS和UDS的关系曲线
小功率场效应晶体管的检测电路如图7-27所示。
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图7-27 小功率场效应晶体管的检测电路
为了测试方便,电路中可用负载电路取代直流电动机,使用指针万用表分别检测小功率场效应晶体管栅极电压和漏极电压,即可判别小功率场效应晶体管的工作状态是否正常。
检测的具体方法如下:
当开关SW1置于ON位置时,小功率场效应晶体管的栅极(G)电压上升为3.5V,VF导通,漏极(S)电压降为0V。
当开关SW1置于OFF位置时,小功率场效应晶体管的栅极(G)电压为0V,VF截止,漏极电压升 为12V。