實(shí)驗(yàn)二功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管

1、實(shí)驗(yàn)二功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)特性與驅(qū)動(dòng)電路研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?熟悉MOSFET主要參數(shù)的測(cè)量方法2掌握MOSEET對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求3掌握一個(gè)實(shí)用驅(qū)動(dòng)電路的工作原理與調(diào)試方法二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1MOSFET主要參數(shù)：開(kāi)啟閥值電壓VGS(th),跨導(dǎo)gFS,導(dǎo)通電阻Rds輸出特性ID=f（Vsd）等的測(cè)試2驅(qū)動(dòng)電路的輸入,輸出延時(shí)時(shí)間測(cè)試.3電阻與電阻、電感性質(zhì)載時(shí)，MOSFET開(kāi)關(guān)特性測(cè)試4有與沒(méi)有反偏壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程比較5柵-源漏電流測(cè)試三實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1MCL-07電力電子實(shí)驗(yàn)箱中的MOSFET與PWM波形發(fā)生器部分2雙蹤示波器3毫安表4電流表5電壓表四、實(shí)驗(yàn)線路見(jiàn)圖五實(shí)驗(yàn)方法1MOSFET主

2、要參數(shù)測(cè)試（1）開(kāi)啟閥值電壓VGS(th)測(cè)試開(kāi)啟閥值電壓簡(jiǎn)稱開(kāi)啟電壓，是指器件流過(guò)一定量的漏極電流時(shí)（通常取漏極電流ID=1mA) 的最小柵源電壓。在主回路的“1”端與MOS 管的“25”端之間串入毫安表，測(cè)量漏極電流ID，將主回路的“3”與“4”端分別與MOS管的“24”與“23”相連，再在“24”與“23”端間接入電壓表, 測(cè)量MOS管的柵源電壓Vgs，并將主回路電位器RP左旋到底，使Vgs=0。將電位器RP逐漸向右旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊監(jiān)視毫安表的讀數(shù)，當(dāng)漏極電流ID=1mA時(shí)的柵源電壓值即為開(kāi)啟閥值電壓VGS（th）。讀取67組ID、Vgs，其中ID=1mA必測(cè)，測(cè)的數(shù)據(jù)如圖所示：（2）跨導(dǎo)

3、gFS測(cè)試雙極型晶體管（GTR）通常用hFE（）表示其增益，功率MOSFET器件以跨導(dǎo)gFS表示其增益?？鐚?dǎo)的定義為漏極電流的小變化與相應(yīng)的柵源電壓小變化量之比，即gFS=ID/VGS。典型的跨導(dǎo)額定值是在1/2額定漏極電流和VDS=15V下測(cè)得，受條件限制，實(shí)驗(yàn)中只能測(cè)到1/5額定漏極電流值。根據(jù)表56的測(cè)量數(shù)值，計(jì)算gFS。（3）轉(zhuǎn)移特性IDf（VGS）柵源電壓Vgs與漏極電流ID的關(guān)系曲線稱為轉(zhuǎn)移特性。根據(jù)表46的測(cè)量數(shù)值，繪出轉(zhuǎn)移特性。(4)導(dǎo)通電阻RDS測(cè)試導(dǎo)通電阻定義為RDS=VDS/ID將電壓表接至MOS 管的“25”與“23”兩端，測(cè)量UDS，其余接線同上。改變VGS從小到大讀

4、取ID與對(duì)應(yīng)的漏源電壓VDS，測(cè)量5-6組數(shù)值。測(cè)得數(shù)據(jù)如圖所示：(5)IDf（VSD）測(cè)試IDf（VSD）系指VGS0時(shí)的VDS特性，它是指通過(guò)額定電流時(shí)，并聯(lián)寄生二極管的正向壓降。a在主回路的“3”端與MOS管的“23”端之間串入安培表，主回路的“4”端與MOS管的“25”端相連，在MOS管的“23”與“25”之間接入電壓表，將RP右旋轉(zhuǎn)到底，讀取一組ID與VSD的值。數(shù)據(jù)如圖所示：b將主回路的“3”端與MOS管的“23”端斷開(kāi)，在主回路“1”端與MOS管的“23”端之間串入安培表，其余接線與測(cè)試方法同上，讀取另一組ID與VSD的值。數(shù)據(jù)如圖所示：c將“1”端與“23”端斷開(kāi)，在在主回路“

5、2”端與“23”端之間串入安培表，其余接線與測(cè)試方法同上，讀取第三組ID與VSD的值。數(shù)據(jù)如圖所示：2快速光耦6N137輸入、輸出延時(shí)時(shí)間的測(cè)試將MOSFET單元的輸入“1”與“4”分別與PWM波形發(fā)生器的輸出“1”與“2”相連，再將MOSFET單元的“2”與“3”、“9”與“4”相連，用雙蹤示波器觀察輸入波形（“1”與“4”）及輸出波形（“5”與“9”之間），記錄開(kāi)門時(shí)間ton、關(guān)門時(shí)間toff。3驅(qū)動(dòng)電路的輸入、輸出延時(shí)時(shí)間測(cè)試在上述接線基礎(chǔ)上，再將“5”與“8”、“6”與“7”、“10”、“11”與“12”、“13”、“14”與“16”相連，用示波器觀察輸入“1”與“4”及驅(qū)動(dòng)電路輸出“

6、18”與“9”之間波形，記錄延時(shí)時(shí)間toff。4電阻負(fù)載時(shí)MOSFET開(kāi)關(guān)特性測(cè)試（1）無(wú)并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試在上述接線基礎(chǔ)上，將MOSFET單元的“9”與“4”連線斷開(kāi)，再將“20”與“24”、“22”與“23”、“21”與“9”以及主回路的“1”與“4”分別和MOSFET單元的“25”與“21”相連。用示波器觀察“22”與“21”以及“24”與“21”之間波形（也可觀察“22”與“21”及“25”與“21”之間的波形），記錄開(kāi)通時(shí)間ton與存儲(chǔ)時(shí)間ts。（2）有并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試在上述接線基礎(chǔ)上，再將“25”與“27”、“21”與“26”相連，測(cè)試方法同上。5電阻、電感負(fù)載時(shí)的開(kāi)

7、關(guān)特性測(cè)試（1）有并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試將主回路“1”與MOSFET單元的“25”斷開(kāi)，將主回路的“2”與MOSFET單元的“25”相連，測(cè)試方法同上。（2）無(wú)并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試將并聯(lián)緩沖電路斷開(kāi)，測(cè)試方法同上。6有與沒(méi)有柵極反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程比較（1）無(wú)反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程上述所測(cè)的即為無(wú)反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。（2）有反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程將反壓環(huán)節(jié)接入試驗(yàn)電路，即斷開(kāi)MOSFET單元的“9”與“21”的相連，連接“9”與“15”，“17”與“21”，其余接線不變，測(cè)試方法同上，并與無(wú)反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程相比較。7不同柵極電阻時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試電阻、電感負(fù)載，有并聯(lián)緩沖電路（1）柵極電阻采用R6=200時(shí)的開(kāi)關(guān)特性。（2）柵極電阻采用R7=470時(shí)的開(kāi)關(guān)特性。（3）柵極電阻采用R8=1.2k時(shí)的開(kāi)關(guān)特性。8柵源極電容充放電電流測(cè)試電阻負(fù)載，柵極電阻采用R6，用示波器觀察R6兩端波形并記錄該波形的正負(fù)幅值。9消除高頻振蕩試驗(yàn)當(dāng)采用電阻、電感負(fù)載，無(wú)并聯(lián)緩沖，柵極電阻為R6時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的高頻振蕩，通?？捎迷龃髺艠O電阻的方法消除，當(dāng)出現(xiàn)高頻振蕩時(shí)，可將柵極電阻用較大阻值的R8。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，列出MOSFET主要參數(shù)的表格與曲線。2列出快速光耦6N137與驅(qū)動(dòng)電路的延時(shí)時(shí)間與波形。3繪出電阻負(fù)載，電阻、電感負(fù)載，有與沒(méi)有并聯(lián)緩沖時(shí)的開(kāi)關(guān)波形，并在圖上標(biāo)出ton、toff。