实验二场效应晶体管（FET）特性参数测量
晶体管测试
实验二晶体管测试一、实验目的：1．熟悉晶体二极管、三极管和场效应管的主要参数。
2．学习使用万用电表测量晶体管的方法。
3．学习使用专用仪器测量晶体管的方法。
二、实验原理：（一）晶体管的主要参数：晶体管的主要参数分为三类：直流参数、交流参数和极限参数。
其中极限参数由生产厂规定，可以在器件特性手册查到，直接使用。
其它参数虽然在手册上也给出，但由于半导体器件的参数具有较大的离散性，手册所载参数只能是统计大批量器件后得到的平均值或范围，而不是每个器件的实际参数值。
因为使用晶体管时必须知道每个管子的质量好坏和某些重要参数值，所以，测量晶体管是必须具备的技术。
下面结合本次实验内容，简介晶体管的主要参数。
1．晶体二极管主要参数：使用晶体二极管时需要了解以下参数：（1）最大整流电流I F ：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，由手册查得。
（2）正向压降V D ：二极管正向偏置，流过电流为最大整流电流时的正向压降值，可用电压表或晶体管图示仪测得。
（3）最大反向工作电压V R ：二极管使用时允许施加的最大反向电压。
可用电压表或晶体管特性图示仪测得反向击穿电压V(BR) 后，取其1∕2即是。
（4）反向电流I R：二极管未击穿时的反向电流值。
可用电流表测得。
（5）最高工作频率f M ：一般条件下较难测得，可使用特性手册提供的参数。
（6）特性曲线：二极管特性曲线可以直观地显示二极管的特性。
由晶体管特性图示仪测得。
2．稳压二极管主要参数：稳压二极管正常工作时，是处在反向击穿状态。
稳压二极管的参数主要有以下几项：（1）稳定电压V Z：稳压管中的电流为规定电流时，稳压管两端的电压值。
手册虽然给出了每种型号稳压二极管的稳定电压值，但此值的离散性较大，所以手册所给只能是一个范围。
此值必须测定后才能使用稳压二极管。
可用万用电表或晶体管特性图示仪测量。
（2）稳定电流I Z：稳压管正常工作时的电流值，参数手册中给出。
使用晶体管特性图示仪测量此项参数比较方便，可直接观察到稳压管有较好稳压效果时对应的电流值，便是此值。
功率场效应晶体管MOSFET特性试验研究及仿真 - 副本
3、纯电阻及阻感负载时，MOSFET开关特性的测试研究；
二、基本要求
1、学功率场效应晶体管MOSFET的有关参数的测定方法和工作原理，设计实验步骤，做线路搭接并进行实验研究。
2、实验数据整理、绘制曲线，对实验结果和理论结果进行对比分析。
3、使用MATLAB软件对各主电路进行仿真。
放大原理和主要参数辅以实验来化解和提高学习效率是研究场效应管行之有效的方法。但由于目前MOS场效应管的实验装置普遍存在弊端，即实验装置没有充分考虑到场效应管易损的因素，即实验者误操作、带电连接电路，造成实验中场效应管大量损坏，导致实验不能顺利完成，乃至正常开展。经调查，目前高校开展MOS场效应管测试实验的较少，无法深入甚至放弃。
场效应管是一种电压控制半导体器件，应用非常广泛。目前与我们的日常生活高度相关，如现代电子计算机、超大规模成电路、数码相机、开关电源、控制电路、液晶电视、数码音响、热释电传感器等就是以场效应管为基本器件构成和发展起来的。
MOS场效应管由于特殊的结构和工艺，其栅极与导电沟道没有电接触，即绝缘的，故它的输入电阻很高，可达109Ω以上，工作时几乎栅极不取电流，又栅-源极间电容非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。通俗地说，MOS场效应管比较“娇气”。因此MOS场效应管出厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感措施。
1、当需要进入实验室做毕设实验研究时，一定要遵守实验室学生守则。
2、不准在实验室内吸烟，喧哗、打闹等。不准在实验室内吃零食。
3、要爱护设备、仪器、仪表，轻拿轻放。旋钮使用不要用力过猛，防止机械性损坏；不要超量程扭动，以确保仪器、仪表等的完好和安全使用。
场效应管的测量方法
场效应管的测量方法场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的半导体器件，用于放大电信号和控制电流流动。
它是现代电子技术中至关重要的组成部分，广泛应用于通信、计算机、电力、医疗设备等领域。
本文将从测量方法的角度对场效应管进行全面评估，并探讨其在实际应用中的价值和意义。
一、场效应管的基本原理1.1 堆叠型场效应管堆叠型场效应管是一种常见的结构，由源极、栅极和漏极组成。
其中，栅极是控制电流流动的关键部分，通过改变栅极电压来控制电流的大小。
当栅极电压为正时，沟道中的电子流可以被栅极电场引导，从而形成导电通路；当栅极电压为负时，电子流被屏蔽，无法通过沟道，电流几乎为零。
这种控制电流的特性使得场效应管成为一种理想的放大器和开关。
1.2 压敏型场效应管压敏型场效应管则是利用栅极与源极之间的电场形成PN结，具有较高的电压稳定性。
这种结构特点使得压敏型场效应管在防火、防雷等领域得到广泛应用。
二、场效应管的测量方法2.1 静态参数测量静态参数测量主要是通过电流-电压（I-V）特性曲线来评估场效应管的性能。
通过改变栅极电压和漏极电压，测量器件的电流变化，以确定其工作状态和性能指标。
常见的静态参数包括：- 零漏极电流（IDSS）：在源极和栅极间施加零电压时，测量的漏极电流；- 转移特性曲线：以栅极电压为横轴，漏极电流为纵轴，绘制的特性曲线；- 漏极截止电压（VDS(off)）：当栅极电压为零时，测量的漏极电压。
2.2 动态参数测量动态参数测量主要是评估场效应管的响应速度和频率特性。
常见的动态参数包括：- 开关时间：指场效应管从开关状态到导通状态所需的时间；- 内部电容：用于描述电荷移动的速度，在高频应用中尤为重要；- 过载能力：指器件在负载变化时的电流变化能力。
三、场效应管在实际应用中的价值3.1 放大器场效应管作为一种理想的放大器，具有高增益、低噪声和低失真等特点，被广泛应用于音频放大、射频放大等领域。
场效应管放大器实验报告
一、实验目的1. 了解场效应管的基本特性和工作原理。
2. 掌握场效应管放大器的设计与调试方法。
3. 学习测量场效应管放大器的各项性能参数。
二、实验原理场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种电压控制器件，具有输入阻抗高、动态范围大、热稳定性好、抗辐射能力强等优点。
根据结构，场效应管可分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。
1. 结型场效应管（JFET）：JFET是一种三端器件，包括源极（S）、漏极（D）和栅极（G）。
其工作原理是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流。
2. 绝缘栅型场效应管（IGFET）：IGFET是一种四端器件，包括源极（S）、漏极（D）、栅极（G）和衬底。
其工作原理是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄，从而控制电流的大小。
场效应管放大器主要由输入级、中间级和输出级组成。
输入级主要起信号放大作用，中间级主要起信号传递作用，输出级主要起功率放大作用。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包含电源、示波器、信号发生器等。
2. 场效应管：JFET、IGFET各一只。
3. 电阻、电容、电感等电子元件。
4. 接线板、导线等。
四、实验步骤1. 搭建场效应管放大电路，包括输入级、中间级和输出级。
2. 调整电路参数，使放大器处于正常工作状态。
3. 使用示波器观察放大器的输出波形，分析放大器的性能。
4. 测量放大器的各项性能参数，如增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗等。
五、实验结果与分析1. 放大器输出波形通过示波器观察，放大器输出波形基本符合预期，说明放大器能够正常工作。
2. 放大器性能参数（1）增益：通过测量输入信号和输出信号的幅度，计算得到放大器的增益为20dB。
（2）带宽：通过测量放大器的-3dB带宽，得到放大器的带宽为1MHz。
（3）输入阻抗：通过测量放大器输入端电压和电流，计算得到放大器的输入阻抗为1kΩ。
（4）输出阻抗：通过测量放大器输出端电压和电流，计算得到放大器的输出阻抗为50Ω。
fet 器件的测试方法
fet 器件的测试方法fet 器件的测试方法1. 什么是 fet 器件？FET（Field-Effect Transistor，场效应晶体管）是一种半导体器件，常用于电子设备中的放大、开关和模拟电路中等。
它具有逆变特性和低输入电流的优势，因此在现代电子产品中应用广泛。
2. fet 器件的测试目的对 fet 器件进行准确、全面地测试，旨在确保其质量和性能符合设计和制造要求。
测试方法可以评估 fet 器件的电学参数、功耗、响应速度以及工作温度范围等。
3. fet 器件测试方法以下是几种常见的 fet 器件测试方法：•静态参数测量：通过对 fet 器件进行静态参数测量，可以获得关键的电学特性，如漏极电流、栅极电流、漏极电压和栅极电压等。
常用的测试设备包括多用表和参数分析仪。
•动态参数测量：fet 器件的动态参数包括开关速度、放大倍数和输入电容等。
测试设备通常通过施加不同频率和幅度的输入信号，并测量响应波形来评估 fet 器件的动态特性。
•功耗测试：功耗测试用于评估 fet 器件在工作过程中的能耗。
测试方法可以通过测量器件的静态电流和交流负载时的功耗来实现。
•温度特性测试：温度特性测试对 fet 器件的环境适应能力进行评估，以确保器件在不同温度条件下的工作稳定性。
测试方法通常是在不同温度下对器件进行静态和动态参数的测量。
4. 结论对 fet 器件进行准确的测试，可以确保其性能和质量符合要求。
通过静态参数测量、动态参数测量、功耗测试和温度特性测试等方法，可以全面评估 fet 器件的各项特性。
对于创作者而言，熟悉不同的测试方法，将有助于更好地理解 fet 器件的性能，并为设计和开发提供支持。
5. 静态参数测量静态参数测量是对 fet 器件进行最基本的电学特性测试。
通过使用多用表或参数分析仪等设备，我们可以测量以下一些重要的参数：•漏极电流（ID）：测量器件在给定的栅极电压和漏极电压下的电流。
它能反映器件的导电能力和电流驱动能力。
场效应晶体管光谱响应与性质研究
场效应晶体管光谱响应与性质研究场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）是一种重要的半导体器件。
它可以将控制电压作用于栅极上，通过栅源电压，使漏源电流发生明显的变化。
这种电流变化是由于栅源电压引起的电场变化在半导体中形成了电子浓度分布的改变，从而导致电流发生变化。
FET的光响应研究一开始是由于他们在光电传感器，光度计，显像管，以及其它等领域的潜在应用。
因此，目前已经有很多人对FET的光响应性质展开了深入研究。
在光电传感器方面，FET的光响应被用于检测光信号。
当光照射在FET的门极栅上时，电子会被光激发，从而导致道沟上的电荷密度发生变化，这种变化又会引起漏极上电流的变化。
因此，可以使用FET光电传感器来检测光强度、波长、相位等光学特性。
在光度计上，FET光响应可以用来测量光强度，因为光强度会导致栅源电压的变化，从而影响漏源的电流。
在涉及到信噪比高、速度快的领域，FET光响应可以被用来代替光电倍增管，因为它能够达到相似的性能，同时可集成在单个芯片上。
除了应用在光学传感器上，FET的光响应还可以用于光电显像管。
光电显像管是一种夜视仪，通过光强差异来产生图像的一种装置。
FET的光响应可以用来生产控制电极信号，从而影响显像管的亮度和对比度，这使得光电显像管比普通显像管具有更高的灵敏度。
以硅为基础的FET在太阳能电池中被广泛使用。
在太阳光照下，硅会产生负电荷，从而带动一个电流。
通过在硅上制造有机分子，可以防止它们分解过程中导致的光电化学反应。
将硅作为一个半导体，能够将FET的光响应直接应用于太阳能电池中，使得太阳电池的性能得到了很大的提高。
FET光响应的研究正在不断发展，这是有益于提高当前光电器件的能力的。
在这个过程中，我们理解FET的物理原理和电性质对于真正理解FET的光性质是至关重要的。
在FET的光应用中，电子的“动力学”（即运动学）和半导体中的“光学”交互在本质上是非常复杂的，同时涉及到非常微小的电子行为数据。
场效应晶体管参数测量的实验报告(共9篇)
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。
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。
场效应管实验报告
场效应管实验报告场效应管实验报告引言：场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的半导体器件，广泛应用于电子电路中。
本实验旨在通过实际操作，深入了解场效应管的性质和特点，以及其在电路中的应用。
一、实验目的通过实验，掌握场效应管的基本原理和工作特性，了解其在放大电路中的应用。
二、实验原理场效应管由栅极、漏极和源极三个电极组成。
栅极与源极之间的电压可以控制漏极与源极之间的电流，从而实现对电路的放大和控制。
根据栅极结构的不同，场效应管可以分为金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET）和结型场效应管（Junction Field Effect Transistor，简称JFET）两种。
三、实验器材和仪器1. 场效应管（MOSFET或JFET）2. 直流电源3. 变阻器4. 示波器5. 电阻、电容等元件四、实验步骤及结果分析1. 实验一：静态特性测量通过调节直流电源的电压，测量并记录场效应管在不同栅极电压下的漏极电流。
根据测量数据，绘制栅极电压与漏极电流之间的关系曲线。
分析曲线的特点，了解场效应管的工作状态和特性。
2. 实验二：动态特性测量将场效应管作为放大器的关键元件，通过接入变阻器、电容等元件，构建放大电路。
调节输入信号的幅值和频率，测量并记录输出信号的波形和幅度。
通过对比输入输出信号，分析场效应管的放大特性和频率响应。
3. 实验三：稳定性和可靠性测试在实验二的基础上，通过调节电源电压和工作温度，测试场效应管在不同工作条件下的稳定性和可靠性。
观察输出信号的变化情况，分析场效应管的工作范围和极限。
五、实验结论1. 场效应管的静态特性曲线呈现出明显的非线性特点，通过调节栅极电压可以实现对漏极电流的控制。
2. 场效应管作为放大器的关键元件，能够实现输入信号的放大，并具有一定的频率响应。
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实验二场效应晶体管（FET）特性参数测量
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π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
（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。
（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。
跨导表征栅电压对漏电流的控制能力，是衡量场效应管放大作用的重要参数，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1V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50μA）时的栅源电压。
开启电压VT是对增强型管而言。
它表示在一定漏源电压VDS下，开始有漏电流时对应的栅
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=0V、漏源电压VDS足够大时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。
显然这一参数只对耗尽型管才有意义。
对于增强型管，由于VGS = 0时尚未开启，当然就不会有饱和电流了。
（5）、源漏击穿电压（BVDS）
当栅源电压VGS为一定值时，使漏电流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=0V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高电压。
结型场效应管的栅源击穿电压，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，由于栅极下面的缘绝层是Si02，击穿是破坏性的，因而不能用XJ4810图示仪测量MOS管的BVGS。
四、测量各相关参数
①IDSS测量（条件：VGS=0V，VDS=10V）
在负栅压情况下，取最上面一条输出特性曲线（VGS=0）,取x轴电压VDS=10V时对应的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，荧光屏上只显示VGS=0的一根曲线，可读得VDS=10V时对应的IDSS值。
这种方法可以避免阶梯调零不准引起的误差。
若
E、B间有外接电阻，扳键置于“零电流”档亦可进行IDSS测量。
②gm测量（条件VGS=0V，VDS=10V）
gm值随工作条件变化，一般情况下测量最大的gm值，即测量IDS=IDSS时的gm值若测量条件中IDS值较大（如3mA），则需利用正栅压下的曲线进行测量。
③Vp测量（条件：IDS=10μA，VDS=10V）
利用负栅压时的输出特性曲线，从最上面一条曲线向下数，每两条曲线之间的间隔对应一定的栅压值（例如-0.2V），一直数到IDS=10μA（对应于VDS=10V处，）便可得到VP值。
IDS=10μA是一个小的值，可以通过改变Y轴上电流的量程读取。
④BVDS测量
将峰值电压旋钮转回原始位置，电压范围改为0~200V，x轴集电极电压改为5V/度，或10V/度，加大功耗电阻，再调节峰值电压，最
下面一条输出特性曲线的转折点处对应的x轴电压，即为BVDS值。
BVGS测量对MOS管而言，栅源击穿是一种破坏性击穿，此处不测量。
若样品袋中包含JFET，则需测量该电压。
若样品袋中含有JFET，需加测此内容。
场效应管型号: 2SK241
测试参数
IDSS
VGS(th) 或VGS(off)
gm
测试条件
VDS=10 V，VGS= 0 V
VDS= 10 V，ID=10u A
VDS= 10V，VGS= 0V，f= 1KHz 测试结果
4.27mA
-0.87
9.87ms。