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Il transistor ad effetto di campo (FET) è un dispositivo a semiconduttore controllato in tensione comunemente utilizzato in circuiti come amplificatori e interruttori. Per determinarne la funzionalità, metodi come la misurazione della resistenza dei pin con un multimetro, controllo della transconduttanza, e si può utilizzare la capacità di prova della resistenza alla tensione. Di seguito sono riportati i passaggi e le precauzioni specifici:
- Osservazione preliminare e preparazione
- Ispezione visiva
– Controllare se i perni sono ossidati o rotti, e se l'involucro presenta segni di bruciatura o fessurazione.
– Per FET di potenza, controllare se il dissipatore di calore è saldamente saldato al chip.
- Identificare tipo e pin
– I FET sono suddivisi in transistor a effetto di campo a giunzione (JFET) e transistor a effetto di campo a gate isolato (MOSFET), con quest'ultimo ulteriormente classificato in tipi di canali N e canali P.
– I pin sono tipicamente Gate (G), Fonte (S), e Drenare (D), mentre alcuni MOSFET hanno un pin del substrato (B).
– Utilizzare la scheda tecnica o la funzione test diodi di un multimetro per identificare preliminarmente i pin (il gate di un MOSFET è isolato dalla sorgente/drain, con resistenza infinita).
- Test con un multimetro (Prendendo MOSFET come esempio)
- Controlla il cancello (G) per la Normalità
Scopo: Determinare se il cancello è danneggiato da guasto o cortocircuito.
Metodo:
– Impostare il multimetro sull'intervallo di resistenza (×10kΩ per evitare danni elettrostatici al MOSFET).
– Misurare la resistenza tra il gate e la sorgente, e tra il cancello e lo scarico. I valori normali dovrebbero essere infiniti.
– Se la resistenza è 0 o basso, il cancello è sfondato, e il dispositivo è danneggiato.
- Testare la conduttività unidirezionale della sorgente (S) e Drenare (D) (MOSFET a canale N)
Principio: Quando il MOSFET è in conduzione, esiste un diodo parassita tra la sorgente e lo scarico (assente in alcuni modelli).
Metodo:
– Impostare il multimetro sulla funzione test diodi. Collegare la sonda rossa alla sorgente e la sonda nera allo scarico. Una lettura normale dovrebbe mostrare una caduta di tensione di 0,5–0,8 V (indicando che il diodo parassita sta conducendo).
– Invertire le sonde (rosso per drenare, nero alla fonte). Per MOSFET in modalità potenziamento, la resistenza dovrebbe essere infinita quando non conduce; per MOSFET a esaurimento, potrebbe essere visualizzata una resistenza bassa (verificare con il modello del dispositivo).
Casi anomali: Se sia la misurazione diretta che quella inversa mostrano conduzione o assenza di conduzione, il dispositivo potrebbe avere un guasto interno o un circuito aperto.
- Test di conduzione del trigger (Controllare l'accensione normale)
Scopo: Verificare se la tensione di gate può controllare la conduzione tra source e drain.
Metodo:
– Impostare il multimetro sull'intervallo di resistenza (×1kΩ). Collegare la sonda rossa alla sorgente e la sonda nera allo scarico; la resistenza dovrebbe essere infinita (non condurre).
– Cortocircuitare il cancello e drenare con un dito o una pinzetta (applicare una tensione positiva al gate per un MOSFET a canale N) e osservare se la resistenza diminuisce rapidamente (indicando la conduzione).
– Cortocircuitare il cancello e la sorgente (scarico), e la resistenza dovrebbe tornare all'infinito.
Nota: Per MOSFET a canale P, innescare la conduzione applicando una tensione negativa (collegare il cancello alla sorgente).
III. Differenza tra JFET e MOSFET
| Tipo | Caratteristiche del cancello | Punti chiave del test |
| JFET | Giunzione PN tra gate e canale; resistenza avanti/indietro misurabile | La resistenza diretta/inversa tra G-S dovrebbe differire (Caratteristiche della giunzione PN); DS può essere attivato per condurre |
| MOSFET | Cancello coibentato a resistenza infinita | Evitare danni elettrostatici; il cancello non deve essere lasciato flottante |
- Precauzioni
- Misure antistatiche
– Lo strato isolante del gate dei MOSFET è vulnerabile alla rottura elettrostatica. Indossare un cinturino da polso antistatico prima dell'uso o cortocircuitare i pin con una sonda multimetro per scaricare l'elettricità statica.
- Evitare giudizi errati
– Alcuni MOSFET di potenza hanno internamente un diodo di ricircolo integrato. Durante i test, distinguere tra caratteristiche del diodo e caratteristiche di conduzione del MOSFET.
– Se il dispositivo è saldato su un circuito stampato, scollegare un pin prima della misurazione per evitare interferenze nel circuito.
- Assistenza professionale sugli strumenti
– Per il rilevamento preciso di parametri come la transconduttanza (Gm) e tenuta alla tensione (VDS), utilizzare un tracciatore della curva caratteristica del transistor o un'apparecchiatura di prova specializzata.
- Riassunto della logica del giudizio
- Resistenza anomala del gate: Conferma direttamente il danno al dispositivo.
- Mancanza di conduttività unidirezionale o attivazione della conduzione fallita in S-D: Indica un possibile circuito interno aperto, guasto, o degrado delle prestazioni.
- Fare riferimento agli standard del modello e della scheda tecnica: Confrontare la resistenza misurata e la caduta di tensione con i valori teorici.
Attraverso i passaggi precedenti, la funzionalità di un FET può essere valutata rapidamente. Per circuiti di precisione o dispositivi ad alta potenza, si consiglia di combinare i principi del circuito con i test dinamici (per esempio., osservare lo stato operativo quando integrato in un circuito) per ulteriore verifica.
