24 Mereni na unipolarnich tranzistorech II - Všichni Všem

Úkol měření: Změřte odpor, prahové napětí a průrazné napětí tranzistoru MOS.

Schéma zapojení:
1) Schéma pro přibližné určení odporu:

2) Schéma pro měření průrazného napětí:

3) Schéma pro měření prahového napětí:

Použité přístroje:
Název Ozn. Údaje Invent. Číslo
Stab. zdroj U1 20V / 1A LE2 1763
Regul. zdroj U2 0-250V/2A LE4 1541
Potenciometr RP 0,63A 200Ω LE4 628
Ampérmetr mA MX 545 LE2 55
Voltmetr ČV MX 545 LE2 60
Voltmetr ČV MX 545 LE2 73
MOS IRF 640 UDS=200V ID=18A Ptdt=125W -----
Odpor R 4A , 16Ω LE4 626

Teorie: Tranzistor MOS v sepnutém stavu se chová jako ohmický odpor. Celkový odpor se liší u tranzistoru na nízké a vysoké napětí. Pro tranzistor s průrazným napětím do 100V lze dosáhnout odporu v sepnutém stavu menším jak 30 mΩ, u 100V tranzistoru může být 1-3Ω. V porovnání chování řízeného tranzistoru v sepnutém stavu s bipolárním tranzistorem, má MOSFET odporový charakter zatímco u BT se využívá stavu nasycení.

Jako prahové napětí se označuje taková hodnota napětí hradlo-emitor, při které protéká kolektorový proud určité velikosti např. ID=1mA. Při měření se hradlo spojí s kolektorem nakrátko, platí tedy UDS=UGS. Prahové napětí je teplotně závislé. Teplotní součinitel je záporný => se zvyšující se teplotou se prahové napětí snižuje. Pro sepnutí tranzistorů ochucovacího typu je nutné napětí hradla větší, než je prahové! Tranzistory ochucovacího typu jsou sepnuty i při UGS=0V.

Postup: 1) Měření odporu – přibližné:
Měření provádíme při UG a ID nepřesahujícím mezní parametry tranzistoru. Obvykle se měření provádí při polovině hodnoty jmenovitého proudu, při napětí UGS=10V. Voltmetr je potřeba připojit přímo na vývody tranzistoru (nejlépe čtyřsvorkově) tak, aby nebyly měřeny odpory přívodních vodičů a přechodové odpory. Použijeme voltmetr s vnitřním odporem větším než 10kΩ/V, U1,U2 – stejnosměrné zdroje 0-30V.
2) Měření průrazného napětí U(BR)DS:
Měření provádíme jen krátce a s nejvyšší opatrností (vysoké napětí!!!). Pokud se součástka ohřeje, nejsou získané hodnoty správné (průrazné napětí má kladný teplotní koeficient). Odpor R nám slouží k zachycení průrazného proudu. Používáme voltmetr s vnitřním odporem větším než 100kΩ/V, hodnota odporu R závisí na velikosti použitého napětí (od 10kΩ do 600kΩ), U1 stejnosměrné o hodnotě 50 – 120V.
3) Měření prahového napětí UDS (UGS):
Potenciometrem zvyšujeme napětí až do okamžiku než proud ID dosáhne hodnoty 1 mA. Následně odečteme z ČV hodnotu prahového napětí. Zvolíme voltmetr s vnitřním odporem větším než 1 MΩ, zdroj U1 v desítkách voltů, odpor R zhruba jednotky kΩ.