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场效应晶体管参数测量的实验报告(共9

篇)

实验2、场效应晶体管参数测量

实验二场效应晶体管特性的测量与分析

一前言

场效应晶体管不同于一般的双极晶体管。场效应晶体管是一种电

压控制器件。从工作原理看，场效应晶体管与电子管很相似，是

通过改变垂直于导电沟道的电场强度去控制沟道的导电能力，因

而称为“场效应”晶体管。场效应晶体管的工作电流是半导体中

的多数载流子的漂移流，参与导电的只有一种载流子，故又称“单

极型”晶体管。通常用“FET”表示。

场效应晶体管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管

（MISFET）两大类。目前多数绝缘栅型场效应应为金属-氧化物-

半导体（MOS）三层结构，缩写为MOSFET。

本实验对结型、MOS型场效应管的直流参数进行检测。场效应

管按导电沟道和工作类型可分为：

???耗尽型??n沟????增强型MOSFET???耗尽型??FET?p沟??增强

型?????JFET?n沟?耗尽型???p沟???

检测场效应管特性，可采用单项参数测试仪或综合参数测试仪。

同时，场效应管与双极管有许多相似之处，故通常亦采用XJ4810

半导体管图示仪检测其直流参数。

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本实验目的是通过利用XJ4810半导体管图示仪检测场效应管的

直流参数，了解场效应管的工作原理及其与双极晶体管的区别。

二实验原理

1.实验仪器

实验仪器为XJ4810图示仪，与测量双极晶体管直流参数相似，

但由于所检测的场效应管是电压控制器件，测量中须将输入的基

极电流改换为基极电压，这可将基极阶梯选择选用电压档（伏/

级）；也可选用电流档（毫安/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。

测量时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，测量MOS管时，若没有外接电阻，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

难通过输入电阻泄漏掉，电荷积累会造成电位升高。尤其在极间

电容较小的情况下，常常在测试中造成MOS管感应击穿，使管子

损坏或指标下降。因而在检测MOS管时，应尽量避免栅极悬空，

且源极接地要良好，交流电源插头也最好采用三眼插头，并将地

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

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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，它与双极管的输出

特性曲线相似，如图2-1所示。在曲线中，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；

Ⅲ是击穿区。

转移特性曲线为IDS－VDS之间的关系曲线，它反映了场效应管

栅极的控制能力。由于结型场效应晶体管都属于耗尽型，且栅源

之间相当于一个二极管，所以当栅压正偏（VGS＞0）并大于0.5V

时，转移特性曲线开始弯曲，如图2-2中正向区域虚线所示。这

是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，而MOS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，见

图2-2所示。

图2-1n沟耗尽型MOSFET输出特性曲线图2-2n沟耗尽型

MOSFET转移特性曲线

2）、跨导(gm)

跨导是漏源电压一定时，栅压微分增量与由此而产生的漏电流微

分增量之比，即

gm??IDS

?VGS

VDS?C