实验二场效应晶体管(fet)特性参数测量

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1、实验二、场效应晶体管（FET）特性参数测量一、实验设备（1）半导体管特性图示仪（XJ4810A型），（2）BJT晶体管（S9014、S8050、S8550），（3）二极管（1N4001）二、实验目的1、熟悉BJT晶体管特性参数测试原理；2、掌握使用半导体管特性图示仪测量BJT晶体管特性参数的方法；3、学会利用手册的特性参数计算BJT晶体管的混合71型EM1模型参数的方法。三、MOS晶体管特性参数的测量原理1、实验仪器实验仪器为场效应管参数测试仪（BJ2922B）,与测解:双极晶体管H流参数相似，但由于所检测的场效应管足电压控制器件，测景屮须将输入的基极电流改换为基

2、极电压，这可将基极阶梯选择选用屯压档（伏/级）；也可选用屯流档（朵安/级），但选用电流档必须在测试台的B-E间外接一个电阻，将输入电流转换成输入电压。测暈吋将场效应管的管脚与双极管脚一一对应，即G（栅极）B（基极）；S（源极）E（发射极）；D（漏极）C（集电极）。值得注意的是，测fiMOS管时，若没冇外接电阻，必须避免阶梯选择直接采用电流档，以防止损坏管子。另外，由于场效应管输入阻抗很高，在栅极上感应出来的电荷很难通过输入电叽泄漏掉，电荷积累会造成电位升高。尤其在极间电容较小的情况下，常常在测试屮造成MOS管感应击穿，使管子损坏或指林下降。因而在检测MOS管吋，应

3、尽景避免栅极悬空，且源极接地要良好，交流电源插尖也最好采用三眼插尖，外将地线（E接线柱）与机壳相通。存放时，要将管子三个电极引线短接。2、参数定义（1）、输出特性曲线与转移特性曲线输出特性曲线（IDS-VDS）即漏极特性曲线，它与双极管的输fli特性曲线相似，如图2-1所示。在曲线屮，工作区可分为三部分：I是可调电阻区（或称非饱和区）；II是饱和区；m是击穿区。转移特性曲线为IDS-VDS之间的太系曲线，它反映了场效应管栅极的控制能力。由于结型场效戍晶体管都屈于耗尽型，且栅源之闽相当于一个二极管，所以当栅灰正偏（VGS>0）丼人于0.5V吋，转移特性llll线开始

4、弯曲，如图2-2屮正向区域虚线所示。这足由于栅极正偏引起栅电流使输入电阻下降。这时如果外电路无保护措施，易将被测管烧毁，KlJMOS场效应管因其栅极有SiO2绝缘层，所以即使栅极正偏也不引起栅电流，曲线仍向上升。（2）、跨导（gm）跨导是漏源电压一定时，栅压微分增S与由此而产生的漏电流微分增fi之比。跨异表征栅电压对漏电流的控制能力，是衡景场效成管放人作用的重要参数，类似于双极管的电流放大系数，测量方法也很相似。跨导常以栅压变化IV时漏电流变化多少微安或毫安表示。它的单位是西门子，用s表示，1S=1A/V。或用欧姆的倒数“姆欧”表示，记作“-1”。（3）、夹断电压

5、VP和开启电压VT夹断电压VP是对耗尽型管而言，它表示在一定漏源电压VDS下，漏极电流减小到接近于零（或等于某一规定数值，如50uA）时的栅源电压。开启电压VT是对增强型管而言。它表示在-•定漏源电压VDS下，开始奋瀚电流吋对应的栅源电压值。MOS管的夹断电压和开启电压又统称阈值电压。（4）、最大饱和电流（IDSS）当栅源电压VGS=OV、漏源电压VDS足够大吋所对应的漏源饱和电流为最大饱和电流。它反映场效应管零栅压时原始沟道的导电能力。兄然这一参数只对粍尽型管冰有意义。对于增强型管，由于VGS=（）时尚未开启，当然就不会有饱和电流了。（5）、源漏击穿电压（BVD

6、S）当栅源电压VGS为一定值时，使漏屯流IDS开始急剧增加的漏源电压值，用BVDS表示。注意，当VGS不同时，BVDS亦不同，通常把VGS=OV时对应的漏源击穿电压记为BVDS。（6）、栅源击穿电压（BVGS）栅源击穿电压是栅源之间所能承受的最髙电压。结型场效应管的栅源击穿电Ik,实际上是单个pn结的击穿电压，因而测试方法与双极管BVEBO的测试方法相同。对MOS管，山于栅极卜‘面的缘绝层是Si02,击穿是破坏性的，因而不能川XJ48I0图示仪测量MOS管的BVGS。①IDSS测量（条件：VGS=0V,VDS=10V）在负栅压情况K,取最上面一条输出特性曲线（VG

7、S=0），取x轴电压VDS=10V吋对应的Y轴电流，便为IDSS值。另一种方法是，将零电流与零电压扳键扳在“零电压”处，荧光解上只显示VGS=0的一根曲线，可读得VDS=10V时对应的IDSS位。这种方法可以避免阶梯调零不准引起的误差。若E、B间有外接电肌，扳键置于“零电流”椚亦可进行1DSS测量。②gm测量（条件VGS=0V,VDS=10V）gm位随工作条什变化，一般情况下测遭:最人的gm位，即测IDS=IDSS时的gm位若测量条件屮n）S值较人（如3mA）,则需利川正栅压下的llh线进行测量。③Vp测量（条件：IDS=10pA,VDS=10V）利川负栅压时的输

8、出特性曲线