GB T 4586-1994 半导体器件 分立器件 第8部分 场效应晶体管.pdf

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1、中华人民共和国国家标准半导体器件分立器件第 部分 场效应晶体管 代替国家技术监督局 批准 实施本标准等同采用 半导体器件分立器件第部分场效应晶体管及其第 次更改第 章总则引言通常本标准需要与 半导体器件分立器件和集成电路第部分总则 一起使用 在 中可找到下列的全部基础资料术语文字符号基本额定值和特性测试方法接收和可靠性各章节编排顺序符合 第 章 条的规定范围本标准给出了下列类型场效应晶体管的标准型结栅型型绝缘栅耗尽型型绝缘栅增强型类型由于场效应晶体管可具有一个或几个栅极故可分成如下类型第 章术语和文字符号场效应晶体管的类型沟道场效应晶体管具有 型导电沟道的一种场效应晶体管沟道场效应晶体管具有

2、型导电沟道的一种场效应晶体管结栅场效应晶体管具有一个或多个与沟道形成 结的栅区的一种场效应晶体管绝缘栅场效应晶体管具有一个或多个与沟道电绝缘的栅极的一种场效应晶体管金属 氧化物 半导体场效应晶体管每个栅极和沟道之间绝缘层是氧化物材料的一种绝缘栅场效应晶体管耗尽型场效应晶体管在栅源电压为零时有明显沟道电导率的一种场效应晶体管 其沟道电导率根据施加的栅源电压的极性不同可以增大也可以减小增强型场效应晶体管在栅源电压为零时 沟道电导率基本上为零的一种场效应晶体管当施加的栅源电压极性适合时 其沟道电导率可以增加三极场效应晶体管具有一个栅区一个源区和一个漏区的场效应晶体管注 当不致发生混淆时 此术语可简称

3、为 场效应三极管四极场效应晶体管具有二个独立的栅区 一个源区和一个漏区的场效应晶体管注当不致发生混淆时 此术语可简称为 场效应四极管通用术语场效应晶体管的源区是这样一个区域多数载流子从该区域流入沟道场效应晶体管的漏区是这样一个区域多数载流子从沟道流入该区域场效应晶体管的栅区栅极控制电压引起的电场能起作用的区域耗尽型工作场效应晶体管的栅源电压从零变为某一有限值时 漏极电流值减少的工作方式增强型工作场效应晶体管的栅源电压从零变为某一有限值时 漏极电流值增加的工作方式沟道在源区和漏区之间的半导体薄层 在该薄层内 其电流受栅极电压控制衬底结栅场效应晶体管的衬底 绝缘栅场效应晶体管的 衬底包括沟道 源极

4、和漏极并可以具有非整流接触的一种半导体材料薄膜场效应晶体管的衬底支承源极和漏极 栅绝缘层和半导体薄层的绝缘体与额定值和特性有关的术语注 当一个术语有几种文字符号时 只给出最通用的反向和 正向这里 反向是指沟道载流子减少耗尽的方向而正向是指沟道载流子增加增强的方向增强型场效应晶体管的阈值电压当漏极电流值达到规定低值时的栅源电压耗尽型场效应晶体管的截止电压当漏极电流值达到规定低值时的栅源电压结栅场效应晶体管的栅极截止电流当栅结处在反向偏置时流过结型场效应晶体管栅极的电流绝缘栅场效应晶体管的栅极漏泄电流流过绝缘栅场效应晶体管栅极的漏泄电流输入电容在规定的偏置和频率条件下 漏极与源极之间交流短路时 栅

5、极和源极之间的电容栅源电阻在规定的栅源和漏源电压下栅极和源极之间的直流电阻文字符号概述第 章 和 条在此适用补充的通用下标除在 第 章 条中列出推荐的通用下标外对场效应晶体管领域推荐下列特殊下标为漏极为栅极为源极为衬底为阈值文字符号一览表名称和命名 文字符号 备注电压漏源直流电压栅源直流电压结型场效应晶体管和耗尽型绝缘栅场效应晶体管的 栅源截止电压增强型绝缘栅场效应晶体管的 栅源阈值电压续表名称和命名 文字符号 备注正向栅源直流电压反向栅源直流电压栅漏直流电压源衬直流电压漏衬直流电压栅衬直流电压栅栅电压对多栅器件漏源短路时的栅源击穿电压电流漏极直流电流规定栅源条件时的漏极电流规定外部栅源电阻时

6、的漏极电流栅源短路时 的漏极电流源极直流电流规定栅漏条件时的源极电流栅漏短路时 的源极电流栅极直流电流正向栅极电流源极开路时 结型场效应晶体管的 栅极截止电流漏极开路时 结型场效应晶体管的 栅极截止电流漏源短路时 结型场效应晶体管的栅极截止电流漏源短路时 绝缘栅场效应晶体管的 栅极漏泄电流规定漏源电路条件时 结型场效应晶体管的栅极截止电流衬底电流功率耗散漏源直流功率耗散电阻或电导 和电容漏源电阻栅源电阻栅漏电阻续表名称和命名 文字符号 备注栅极电阻 或 时漏源通态电阻漏源断态电阻开路栅源电容漏源和栅漏交流开路开路栅漏电容漏源和栅源交流开路开路漏源电容栅漏和栅源交流开路共源极短路输入电容栅源电容

7、 漏源交流短路共源极短路输出电容 漏源电容 栅源交流短路共源极短路输入电导共源极短路输出电导输入交流短路时的共源极反馈电容共漏极短路输出电容 栅漏交流短路共源极小信号 参数和 型等效电路参数见图 图 和图短路输入导纳短路反向转移导纳短路正向转移导纳短路输出导纳短路反向转移导纳的模短路反向转移导纳的相位短路正向转移导纳的模短路正向转移导纳的相位栅源电导在 型等效电路中续表名称和命名 文字符号 备注栅漏电导在 型等效电路中漏源电导在 型等效电路中正向跨导在 型等效电路中栅源电容在 型等效电路中栅漏电容在 型等效电路中漏源电容在 型等效电路中其他参数功率增益截止频率共源极噪声电压噪声系数漏极电流的温

8、度系数漏源电阻的温度系数开启延迟时间关断延迟时间 开关时间 见图上升时间下降时间开启时间关断时间图图图共源极小信号 参数和 型等效电路参数图 开关时间配对场效应晶体管名称和命名 文字符号 备 注栅极漏泄电流差 对绝缘栅场效应晶体管和栅极截止电流差对结型场效应晶体管 较大值减去较小值栅源电压为零时的漏极电流比 取两个值中较小的值作为分子小信号共源输出电导的差 从较大值减去较小值小信号共源正向转移电导比 取两个值中较小的值作为分子栅源电压差栅源电压差在两个温度之间的变化 较大值减去较小值第 章基本额定值和特性概述器件类型场效应晶体管分为三类型结栅型型绝缘栅耗尽型型绝缘栅增强型多栅器件对多栅器件除另

9、有规定外应分别给出每个栅极所要求的栅极额定值和特性使用注意事项由于场效应晶体管具有很高的输入电阻如果允许过高的电压出现就可能不可避免地损坏栅绝缘层 对绝缘栅型 或栅结对结栅型 例如由于与带静电人员的接触从烙铁中产生漏泄电流等当使用这些器件时应遵守 第 章第 条所给出的注意事项G/T 4586-94 给出PtotMmax的曲线适用时)。2.2.3 仅对功率MOSFET:适用时，在规定的脉冲条件下，给出规定工作温度范围的安全工作区(SOAR)。2.3 电压和电流在工作温度范围内，最好用曲线给出额定值，或在25C下及在IEC747-1第M章第5条所列的值中选出的另一较高的工作温度下给定。2.3.1

10、规定条件下的最高漏-摞电压2.3.2 规定条件下的最高反向栅源电压和适用时的最高正向栅-源电压2.3.3 规定条件下的最高栅-漏电压2.3.4 规定条件下的最高栅-栅电压(对多栅器件2. 3. 5 对具有础立的源端和衬底的绝缘栅场效应晶体管斩波器或模拟开关型)I 一一规定条件下的最高栅-衬底电压z-一规定条件下的最高漏衬底电压z一一规定条件下的最高源-衬底电压。2. 3. 6 漏极电流2. 3. 6. , 最大漏极电流(JD)2.3.6.2 仅对功率MOSFET:在规定脉冲条件下的最大峰值漏极电流(lDM)。2.3.7 最大正向栅极电流2. 3- 8 在下述应用中的反向二极管的正向电流(仅对功

11、率MOSFET):-一低频放大;-一开关晶体管;一一斩波p一一低电平直流放大。2.3.8.1 最大连续直流)源电流(lS(B)2. 3- 8. 2 在规定脉冲条件下的最大峰值源电流(JSM(B)2.4 机械数据对其他半导体器件有效的机械数据要求，也适用于这些器件。3 特性除非另有规定，在25C下给定特性z其他温度应从747-1第W章第5条所列的表中选择。3. 1 低频放大器应用特性+1+ ;|J|j +1+1+ +1+ +1+1+ +1+1+ 3. ,. 1 栅极截止电流1+ 栅极漏泄电流1 I + I + 在规定的栅源或漏-栅电压下，其他端的连接为规定时，在2SC的工作温度下和一个规定的较高

12、工作温度下的最大值。以及z在规定的栅-摞或漏-栅电压下，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下，全部栅极连接在一起的电流最大值。3.1.2 漏极截止电流1+1+1+ 在规定的漏-摞和栅-源电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值。9 GB/T 4586-94 3. 1.3 栅-源电压为零时的漏极电流(/DSS)I + I + 栅-源电压为零时，在规定的漏-源电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和(适用时)一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.1.4 规定栅，源电压时的漏极电流(!D)1 + 在规定的栅-源和漏-源电压下，

13、其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和适用时)一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3- 1.5 栅-源截止电压(VGSo1+1+ 漏极电流已降低到规定的低值，其他端的连接为规定时，在工作温度范围内的栅-源电压的最小值和最大值。3.1.6 栅-源闽值电压(VGST)I I I + 在漏-源电压为规定的高值下和漏极电流值等于或大于栅极电压为零时的漏极电流最大值的10倍，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和(适用时一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3. .7 短路输入电容(Ci.)1 + 1 + 1 + 在规定的偏置条件和规定的低频下，输出交流短路时共摞极的最大小信号值。

14、3- 1.8 短路输出电导和适用时的电容(g睛，C睛.)1 + 1 + 1 + 在规定的偏置条件和规定的低频下，输入交流短路时共源极的最大小信号值。3.1.9 短路反馈电容(适用时)(C.) I + I + I + 在规定的偏置条件和规定的低频下，输入交流短路时共源极的最大小信号值。3.10 正向跨导(gf.)3. 1. 10. (不适用于功率MOSFET)I I + I + 在规定偏置条件和规定低频下的最小和最大值。3. ,. 10. 2 仅对功率MOSFETI I + I + 在规定漏-惊电压和漏极电流下，在25C工作温度和(适用时)规定的高温下的最小值。3. 1- 1 低噪声应用时的噪声

15、电压和适用时的噪声系数(Vn，F)1+1+1+ 在偏置、摞电阻、中心频率及功率带宽的规定条件下，共源极的最大值。3. 1- 12 反向二极管特性(仅对功率MOSFET)。3.1.12.1 正向电压(VD(B)1 1 + 1 + 在规定摞电流(/S(B)和VGS=O下的最大值。3.12.2 反向恢复时间(trr(B)I I + I + 在规定条件下的最大值。3.1.13 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境热阻(R川j-amb)或沟道一管壳热阻(Rth(j-:m)的最大值。11 + 1 + 3. 1.14 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道

16、-一环境瞬态热阻抗(Z山j-.mb)或沟道一管壳瞬态热阻抗(Zth(j-:.】)的最大值。I1+1 + 3.2 高频放大器应用的特性3. 2. 栅极截止电流1+ 栅极漏1世电流I 1+1 + 在规定的栅-源或漏-栅电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度和一个规定的较高工作温度下的最大值。以及z在规定的栅-摞或漏-栅电压下，并在25C的工作温度和一个规定的较高工作温度10 下，全部栅极连接在一起的电流最大值。3- 2. 2 漏极截止电流GB/T 4586-94 在规定的漏-源和栅-摞电压下，其他端的连接为规定时，在250C的工作温度和一个规定的较高工作温度下的最大值。3.2.3 栅-源

17、电压为零的漏极电流(/oss)栅-源电压为零时，在规定的漏-摞电压下，其他端的连接为规定时，在250C的工作温度下和(造用时)在一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.2.4 规定栅-源电压时的漏极电流(/osx)在规定的漏-源电压下，其他端的连接为规定时，并在25C的工作温度下和(适用时)在一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.2.5 栅-源截止电压(VGSoff)在漏极电流已降低到规定的低值，其他端的连接为规定时，在工作温度范围内的栅-源电压最小值和最大值。3.2.6栅-源阔值电压(VG町TO)在漏-源电压为规定的高值，漏极电流值等于或大于栅极电压为零时漏极电流最大值的10倍

18、，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下相(适用时)在一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.2.7 y参数3- 2. 7. 1 对全部场效应晶体管(FET)，按规定的情置和频率数值。yia一一实部和虚部的最大值;Y由一一实部和虚部的最大值;Yf.一一实部和虚部的最大值和最小值(见3.2.7.2);y.一一实部和虚部的最大值。3.2.7.2 对功率MOSFET，用正向跨导(gf，)作为Yf，的替换。在规定漏-源电压和漏极电流下，在25C工作温度和(适用时)在规定的高温下的最小值。3.2.8 噪声系数(F)在偏置、源阻抗、中心频率和功率带宽的规定条件下的最大值。这些条件必须是提供最低噪

19、声系数值的那些条件。3.2.9 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境热阻(Rh(j-amb)或沟道一管壳热阻(R川cse)的最大值。3.2.10 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境瞬态热阻抗(Z由(j-amb)或沟道一管壳瞬态热阻抗Z削-叫)的最大值。3.3 开关应用的特性3.3.1 栅极截止电流栅极漏泄电流在规定的栅-摞或漏-栅电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值。以及:在规定的栅-源或漏-栅电压下，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下，全部栅极连接在一起的电流最大值。3.

20、3.2 漏极截止电流在规定的漏，源和栅-源电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和一+1+ + 十1+ +1+1十+1+ +1+1+ +1+ +1+ + +1+ +1+1+ 11 GB/T 4586-94 个规定的较高工作温度下的最大值。3.3.3 栅-摞截止电压(VGSoff)1 + 1 + 漏极电流已降低到规定的低值，其他端的连接为规定时，在工作温度范围内栅-源电压的最小值和最大值。3.3.4 栅-源闽值电压(VGS(TOl)1 .1 1 + 在漏-源电压为规定高值，漏极电流值等于或大于栅压为零时的漏极电流最大值的10倍，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和(适用时)一

21、个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.3.5 通态特性3.3.5. 漏-源通态电压漏-源饱和电压(VOS(onl)1 + 1 + 1 + 在漏极电流和栅-源电压为规定的高值时的最大值(在25C工作温度和适用时，在规定的高温下或(仅对功率MOSFET)3.3.5.2 漏-摞通态电阻(rOS(onl)1 1 + I + 在漏极电流和栅-源电压为规定的高值时的最大值(在25C工作温度和适用时，在规定的高温下)。3.3.6 规定频率下的小信号栅-源电容1+1+1+ a)在3.3.1条中规定的电条件下的最大值。b)适用时，在3.3.5条中规定的电条件下并在漏-源电压等于漏-源饱和电压时的最大值。3

22、.3.7 规定频率下的小信号漏，摞电容1+1+1+ a)在3.3.1条中规定的电条件下的最大值。b)适用时，在3.3.5条中规定的电条件下的并在漏源电压等于漏源饱和电压时的最大值。3.3.8 规定频率下的小信号栅漏电容1+1+1+ a)在3.3.1条中规定的电条件下的最大值。b)适用时，在3.3.5条中规定的电条件下并在漏，源电压等于漏-源饱和电压时的最大值。3.3.9 开关时间(见图5)1 + 1 + 1+ 12 图 开关时间在下列条件下规定开关时间共源极电路包括输出负载电容和电阻在内的规定条件要规定的输入脉冲转换时间 幅度和重复频率必须大于或等于 型和 型器件的最大栅源截止电压 或小于 型

23、器件的最小栅源阈值电压必须与大的漏极电流一致GB/T 4586-94 规定条件下的最大值。3.3.11 仅对功率MOSFET和当有效掏道温度作为额定值被引用时:沟道一环境热阻(Rhj-am以或沟道一管壳热阻(Rh(j-co副的最大值。3.3.12 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境瞬态热阻抗(Z削-om以或沟道一管壳瞬态热阻抗(Z由(i-ao.)的最大值。3. 4 斩波器应用的特性3.4.1 栅极截止电流栅极漏泄电流在规定的栅-源或漏-栅电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值。以及:在规定的栅，源或漏，栅电压下，在2

24、5C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下，全部栅极连接在一起的电流最大值。3.4.2 漏-摞通态电压(饱和电压).或漏-摞通态电阻在两个极性的漏极电流为规定的低值下和在规定的栅-源电压下的最大值。3.4.3 漏极截止电流或漏，源断态电阻在两个极性的漏-源电压为规定的低值下和在规定的栅-源电压下漏-摞截止电流的最大值(或者，漏-源断态电阻的最小值。)3.4.4 漏-源电容(Cd.)在栅-源电压为零和规定的漏-源电压下(电容)的最大值，或适用时为源-管壳电容和漏-管壳电容。3.4.5 栅-漏电容(Cgd)在漏-源电压为零和规定的栅-漏电压下的最大值和适用时的最小值。3.4.6 正向跨导(gf.)

25、(仅对功率MOSFET)在规定漏-摞电压和漏极电流下，在250C工作温度和(适用时)在规定的高温下的最小值。3. 4. 7 反向二极管特性(仅对功率MOSFET)3.4.7.1 正向电压(VD(B) ) 在规定源电流(S(B)和VGS=O下的最大值。3.4.7.2 反向恢复时间(trr(B) 规定条件下的最大值。3. 4. B 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时z+1+ +1+ + +1+ +1+1+ +1+1+ +1+1+ +1+1+ +1+ +1+ +1+ 沟道一环境热阻(Rh(j-amb)或沟道一管亮热阻(R，h(J-co.)的最大值。11+1 + 3.4.9 仅对功

26、率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境瞬态热阻抗(Z削-omb)或沟道一管壳瞬态热阻抗(Z削-co.)的最大值。11+ 1 + 3.5 低电平直流放大器应用的特性3.5. 栅极截止电流1+ 栅极漏泄电流1 1+ 1 + 在规定的栅-源或漏-栅电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值。以及z在规定的栅源或漏-栅电压下，在25C的工作温度和一个规定的较高工作温度下，全部栅极连接在一起的电流最大值。14 GB/T 4588-94 3- 5. 2 漏极截止电流1+ 1+ 1 + 在规定漏-源和栅-源电压下，其他端的连接为规定时，在250

27、C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值。3.5.3 栅-摞电压为零时的漏极电流(loss)1+ I + 在规定的漏-摞电压下，其他端的连接为规定时，并在250C的工作温度下和(适用时在一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3- 5.4 规定栅-源电压时的漏极电流(losx)I I + 在规定的栅-源和漏-源电压下，其他端的连接为规定时，在250C的工作温度和(适用时)在一个规定较高工作温度下的最小值和最大值。3.5.5 栅-源截止电压(VGSofl)1+ I + 在漏极电流已降低到规定的低值，其他端的连接为规定时，在工作温度范围内的栅-源电压的最小值和最大值。3. 5. 6 栅-

28、源阑值电压(VGS(TO)I I + 在漏-摞电压为规定的高值下和漏极电流值等于或大于栅极电压为零时的漏极电流最大值的10倍，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度和(适用时在一个规定的较高工作温度下的最小值和最大值。3.5.7 噪声电压(适用时)(Vn) I + I + I + 在规定的电路条件下，共源电路的最大值。3- 5. 8 正向跨导(gf.)(仅对功率MOSFET)1 1+ 1+ 在规定漏-源电压和漏极电流下，在25C工作温度和(适用时)在规定的高温下的最小值。3. 5. 9 反向二极管特性(仅对功率MOSFET)3. 5. 9. 1 正向电压(VD伽)在规定惊电流和VGS=O下的

29、最大值。3. 5. 9. 2 反向恢复时间(trr山)规定条件下的最大值。3. 5. 10 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时:沟道一环境热阻(R由(j.amb)或沟道一管壳热阻(R由(j-case)的最大值。3. 5. 11 仅对功率MOSFET和当有效沟道温度作为额定值被引用时z+1+ +1+ +1十沟道一环境瞬态热阻抗(Zh(j.amb)或沟道一管亮瞬态热阻抗(Zh(i-叫)的最大值。I1十1+3.6 电压控制电阻器应用的特性3.6.1 栅极截止电流1+ 栅极漏泄电流1 + I十在规定的栅-源或栅-漏电压下，其他端的连接为规定时，在25C的工作温度下和在一个规定较高工

30、作温度下的最大值。3.6.2 小信号漏-糠电阻(门.)1+ I + I + 在漏-源电压为零和两个或多个规定的栅-源电压下，在250C的工作温度下和一个规定的较高温度下的最小和最大小信号值。3- 6. 3 适用时的漏-源小信号电阻的非线性失真系数1+1+1+ 在规定的漏-源和栅，源电压下和规定的漏-源交流信号下，在25C的工作温度下和一个规定的较高工作温度下的最大值(总的或各谐波的含量)。3. 6. 4 小信号漏-源电阻的温度系数1+1+1+ 典型值。15 应用数据相互调制和 自动增益控制对于高频应用和所有的三种类型的器件来说必须给出适合于器件预定用途的相互调制和特性的某些指标 它应包括源极电

31、流和频率的适当范围第 章测试方法概述极性本标准的电路中所示的电源极性适用于 沟道型器件 但只要改变仪表和电源的极性 该电路也能适用于 沟道型器件一般注意事项第 章第 条所列的注意事项适用于本章 此外 应特别注意采用低纹波的直流电源并在测试频率下适当消除全部偏置电源电压的影响对于四端器件的第四端应按规定来连接使用注意事项由于场效应晶体管具有很高的输入电阻如果允许过高的电压出现就可能不可避免地损坏栅绝缘层 对绝缘栅型 或栅结对结栅型 例如由于与静电带电人员的接触 从烙铁中产生的漏泄电流等当使用这些器件时应遵守 第 章第 条所给出的注意事项类型见第 章第 条栅极截止电流或栅极漏泄电流结栅型 型 的栅

32、极截止电流目的在规定条件下测试结栅型场效应晶体管的栅极截止电流电路图图 栅极截止电流的基本测试电路测试步骤将漏源电压调到规定值 如果漏源电压规定为零时则漏极和源极应该短路 用一只灵敏的 安培计测试规定栅源电压下的栅极截止电流规定条件环境温度或基准点温度栅源电压漏源电压绝缘栅型 和 型 的栅极漏泄电流目的在规定条件下测试绝缘栅场效应晶体管的栅极漏泄电流电路图图 栅极漏泄电流的基本测试电路电路说明和要求将源极和衬底连在一起 为保护电阻器 电阻器 的值应小于 电压表 应具有高的灵敏度及大于 的输入电阻 利用下式求出栅极漏泄电流注意事项整个电路应置于静电屏蔽之中应特别注意避免由在栅极和电路中的其他任何

33、交点之间产生的漏电流所引起的不正确的测试测试步骤将漏源电压调到规定值在规定的栅源电压下测试电压 并计算栅极漏泄电流规定条件环境温度或基准点温度栅源电压漏源电压漏极电流 和 型目的在规定条件下测试场效应晶体管的漏极电流电路图图 漏极电流的基本测试电路电路说明和要求为保护电阻器注意事项见本章 条测试步骤将规定的栅源电压加到栅极 如果该电压规定为零则栅极应与源极短路在规定的漏源电压下测试漏极电流规定条件环境温度或基准点温度栅源电压漏源电压漏极截止电流 和 型目的在规定条件下测试场效应晶体管的漏极截止电流电路图对本测量可以采用图 的电路注意事项 对 和 型整个电路应置于静电屏蔽之中测试步骤选择漏极电流

34、使器件在截止区中工作规定条件环境温度或基准点温度栅源电压漏源电压栅源截止电压 和 型目的在规定条件下测试栅源截止电压电路图对本测量可采用图 的电路注意事项整个电路应置于静电屏蔽之中测试步骤加上规定的漏源电压注如果需要可补充加上衬底源极电压调节栅源电压 从而在截止区中获得规定的漏极电流 该栅源电压就是所要求的栅源截止电压值规定条件环境温度或基准点温度漏源电压漏极电流栅源阈值电压 型目的在规定条件下测试栅源阈值电压电路图图 的电路除将栅源电压的极性颠倒之外加上适当屏蔽 可用于本测试注意事项整个电路应置于静电屏蔽之中测试步骤加上规定的漏源电压调节栅源电压以获得规定的漏极电流 该栅源电压就是所要求的栅

35、源阈值电压值规定条件环境温度或基准点温度漏源电压漏极电流小信号短路输入电容 和 型目的在规定条件下测试场效应晶体管的小信号输入电容电路图图 小信号短路输入电容的基本测试电路电路说明和要求电容电桥用来测试小信号短路输入电容如果电桥不能或不应 通过直流 则可采用图 中所示的另一种 并联 偏置电路图 小信号短路输入电容的另一种测试电路电容 和 满足下列条件时 就应在测试频率下呈现短路注事事项见本章 条测试步骤在测试插座中未插入场效应晶体管时把电桥先调零然后把被测场效应晶体管插入测试插座调节漏源电压 和栅源电压 以获得规定的偏置条件重新平衡电桥电容读数的改变量即是小信号短路输入电容值规定条件漏源电压栅

36、源电压测试频率小信号短路输出电导 和 型目的在规定条件下测试小信号输出电导概述介绍两种电路一种采用零点法 另一种采用双电压表原理第一种方法虽然要求一个导纳电桥 但它具有可在高频和低频下测试 并可同时测试 和的优点第二种方法只测试 的模数该模数在足够低的频率下等于零点法电路图图 输出电导 零点法的基本测试电路电路说明和要求导纳电桥用来测试小信号短路输出电导电容 和 满足下列条件时 就应在测试频率下呈现短路注意事项见一般注意事项测试步骤在测试插座中未插入场效应晶体管时把电桥先调零然后把被测场效应晶体管插入测试插座调节漏源电压 和栅源电压 以便在按钮 闭合时获得规定的偏置条件断开按钮 重新平衡电桥

37、然后读出 的值或者如需要的话读出 和 的值规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率双电压表法电路图图 输出电导 的基本测试电路双电压表法电路说明及要求加上的全部偏压应在测试频率下充分去耦的值应比 大得多 的值应是高的电感 是任选的采用它有利于调整规定的工作点电阻器 相对于 应足够低 实际上可根据电压表灵敏度采用 至 的值交流电压表应具有足够的灵敏度 为了测试低电导交流电压表最好应是一只选频仪表注意事项见本章 条测试步骤把被测场效应晶体管插入测试插座 调节漏源电压 和栅源电压 以便在按钮 闭合时获得规定的偏置条件将开关 置于位置 测试 值 当开关 置于位置 时测试 值于是对于对于足够低的频率而

38、言规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率小信号短路输出电容 和 型目的在规定条件下测试小信号短路输出电容概述按 条和 条所述 条的方法也可用来测试 但是通常最好采用独立的方法去测试特别是当采用 条的方法来测试 时电路图图 短路输出电容的基本测试电路如果电容电桥不能 或不应通过直流则应采用图 所示的另一种电路图 短路输出电容的另一种测试电路电路说明和要求采用一个电容电桥 从而就有可能采用零点法 应比 大得多且 也应比 大得多的阻抗应足够高以便能够通过电桥的调节来补偿它 它的直流电阻应比场效应晶体管的输出电阻低换言之可采用一种合适的调谐并联谐振电路或在很低的漏极电流时采用一个合适的电阻器注意事

39、项见本章 条测试步骤在测试插座未插入场效应晶体管时 把电容电桥先调零然后把被测场效应晶体管插入测试插座把 和 或 调到规定值重新平衡电桥该调节量与测试插座中尚未插进器件时的电容读数之差就是 的值规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率小信号短路正向跨导 和 型目的在规定条件下测试小信号短路正向跨导概述介绍两种电路一种采用零点法 另一种采用双电压表原理第一种方法虽然需要一个三端转移导纳电桥但具有可以在低频下测试 和在高频下测试的优点 而且它还保证输出端上的真正短路第二种方法只测试 的模数 该模数在足够低的频率下等于零点法电路图图 短路正向跨导 的测试电路电路说明和要求加上的全部偏置电源电压应在

40、测试频率下充分去耦的值应比 大得多 的值应比 大得多为了不影响测试的精度 应比电桥的内阻抗大得多应比检波器的内阻大得多但为了不影响测试的灵敏度仍需适当地低于和 的值应比被测的 大得多电压表 的内阻应比 大得多注意事项见本章 条测试步骤当场效应晶体管未插入测试插座时 把电桥先调零 热后把被测场效应晶体管插入测试插座将和 或 调到规定值重新平衡电桥然后读出 的值或者如需要的话读出 和 的值规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率双电压表法电路图图 正向跨导 的测试电路 双电压表法电路说明和要求应采用一只合适的振荡器其频率应足够低和 的值应比 大得多 的值应是高的电阻器 的值不是严格的 它最好不要

41、太高电阻器 必须低于电压表 见图 应具有足够的灵敏度对测试 的低值而言 它最好是一只选频电压表注意事项见本章 条测试步骤把被测场效应晶体管插入测试插座将 和 或 调到规定值将开关 置于位置 测试 值 当开关 置于位置 时 测试 的值于是对足够低的频率而言规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率小信号短路反馈电容 和 型目的在规定条件下测试小信号短路反馈电容电路图图 示出了采用的电路实例 采用一只差动式变换器电桥图 反馈电容 的测试电路如该电桥不能 或不应通过直流则应采用图 中示出的另一种电路图 反馈电容 的测试电路当电桥不能通过直流时图 等效电路当 时等效电路计算得出电路说明和要求电容 应比

42、 大得多 应比 大得多电阻器 该电阻器的值不应太高 最好用一只合适的电感与它并联注意事项见本章 条测试步骤当场效应晶体管未插入测试插座时 先平衡电桥当场效应晶体管插入测试插座并将工作点调到 和 的规定值再次把电桥调到平衡 此次调节的 读数减去前次调节时的读数得到规定条件漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率噪声 和 型目的在规定条件下测试等效输入噪声电压或噪声系数等效输入噪声电压电路图采用的电路按照图 示出的框图图 等效输入噪声电压的测试框图图 示出了按照上述框图的电路实例图 等效输入噪声电压的测试电路电路说明和要求发生器的频率应调到选频放大器的中心频率 调节输出电压使晶体管的输入电压比噪声电压高

43、但又应足够低 以避免场效应晶体管过载应知道分压器 的分压比对于偏置电源应特别注意达到低噪声偏置 对栅极偏置尤为重要能把噪声传递到电路上的全部电阻器应是一种低噪声型的电阻器例如金属膜电阻器合适时应采用一个中和网络合适时应提供适当的屏蔽以使外部电磁场的影响减到最小放大器应在比均方根噪声值至少高 的电平内是线性的 从而能正确放大噪声峰值第二级的噪声应尽可能低 将场效应晶体管从电路中移出时所测出的噪声电平应比该器件在电路中时测出的噪声电平至少低输出电压表应测试真实均方根值应精确知道等效噪声带宽应比 大得多 应比 大得多注意事项见本章 条测试步骤把被测场效应晶体管插入测试插座并将工作点调到 和 或 的规

44、定值将输入电压 调到适当值 例如开关 在位置 时 在适当调节放大器增益之后测试输出电压开关 在位置 时 测试输出电压由下式求出噪声电压规定条件环境温度或基准点温度电阻器 和 的值漏源电压栅源电压或漏极电流测试频率和带宽噪声系数见 半导体分立器件和集成电路第部分 双极型晶体管第 章 条等效输入噪声电压与噪声系数间的关系如果电阻器 插在输入端之间 则总噪声电压由下式给出由上面的公式中得出噪声系数的一般公式的公式又导致了直接测试 的可能性把发生器从电路中断开 并用可变电阻器 代替 短路时测试产生的输出电压 然后去掉短路并调节 产生两倍高的输出电压那么参数 和 型某些低频和中频 参数 可按本标准的规定

45、来测试 对于高频 参数双极型晶体管的全部测试方法 见 第 章 条 均适用于场效应晶体管开关时间 和 型目的在规定条件下测试不同的开关时间概述开启时间 和关断时间 通常应作为开关时间来测试 若无其他规定 采用共源极电路电路图图 开关时间的测试电路电路说明和要求偏置电源 的内阻应小于 此处 是脉冲发生器的等效内阻 偏置电源 的内阻应小于脉冲发生器的脉冲宽度应比被测场效应晶体管的开启时间和关断时间长得多占空因数应低左右脉冲的上升时间和下降时间应小于被测场效应晶体管上升和下降时间的 倍应采用一台双线示波器其上升时间应小于被测场效应晶体管上升时间的 倍注意事项见本章 条测试步骤把被测场效应晶体管插入测试

46、插座 将电压 和 调到规定值通过脉冲发生器施加规定的输入电压在示波器上显示输入和输出波形并按图 测量开启时间和关断时间规定条件环境温度或基准点温度电源电压和 的值输入脉冲条件幅度持续时间重复频率上升时间和下降时间图 测试开关时间的波形静态漏源通态电阻 或漏源通态电压 和断态电阻目的在规定条件下测试 漏源通态电阻 或漏源通态电压 及 断态电阻概述和 通常分别在饱和和截止条件下如图 所示用直流电阻表示 若无其他规定 采用共源极电路图电路图图 通态和断态电阻的测试电路电路说明和要求电压表的内阻应比被测通态和断态电阻高得多注意事项见本章 条测试步骤通态和断态电阻把被测场效应晶体管插入测试插座将 和 调

47、到规定值测量漏极电流 并用下式计算通态和断态电阻漏源通态电压把被测场效应晶体管插入测试插座将 和 调到规定值测得的 值即是所要求的通态电压值规定条件环境温度或基准点温度漏源电压或漏极电流栅源电压通态漏源电阻在小信号条件下目的用低频电桥测试通态漏源电阻电路图图电路说明和要求电桥应能通过直流和 型器件的外壳和 或 衬底应与源极连接注意事项见本章 条测试步骤在插入晶体管之前先平衡电桥然后把晶体管插入测试插座并把栅源电压调到规定值 重新平衡电桥并从该电桥读出通态电阻值规定条件漏源电压等于零栅源电压频率 若无其他规定则为注 如果需要 可用一只交流电压表 一只交流电流表和一只信号发生器代替电桥散射参数见

48、第 章 条功率场效应晶体管沟道 管壳的瞬态热阻抗 和热阻目的本方法测量功率场效应晶体管沟道 管壳的瞬态热阻抗和热阻不能用于导热系数变化的测量如氧化铍冷却法原理把反向二极管的正向电压 图 中的 选作温度敏感参数 在某固定基准电流 图 中的下对其进行测量对晶体管施以加热电流 当达到热平衡后 将加热电流断开 在紧接的冷却周期内记录作为时间函数的 和壳温 借助于校准曲线用记录值和初始加热功率 决定 和 值电路图为被测晶体管 或例如 沟道增加型图电路说明和要求为可调电压源为可调电压源 进行调节以获得预定的加热功率为基准直流 电流发生器为同步开关为记录设备例如双线示波器 用来记录 和 或 和为漏极电流 的

49、限流电阻为保护电阻为 和 的测量电阻注意事项当测量反向二极管的正向电压时一定要仔细使得漏源沟道不导通 例如要做到这一点 可使保证开关 被置于位置 之前开关 是在位置 上开关 的转换时间应足够短 以使 能够在要求最短的冷却时间 内测量 并至少能校准到 时的值应足够小使相应的功率 与加热功率 相比为相当小 或者甚至可以忽略不计 见 条的公式测试步骤将热传感器固定在被测晶体管的基准点上以测量壳温按如下方法确定校准曲线 通过对晶体管外部加热使壳温 步进上升 在每一步进温度下 达到热平衡后测量反向二极管的正向电压 根据测量值确定 的校准曲线将开关置于位置 把加热功率 调到预定值 然后保持并记录在达到热平衡后测量并记录壳温 及反向二极管的正向电压开关置于位置 此时加热中断