1、實驗二功率場效應晶體管(MOSFET)特性與驅動電路研究一實驗目的：1熟悉MOSFET主要參數的測量方法2掌握MOSEET對驅動電路的要求3掌握一個實用驅動電路的工作原理與調試方法二實驗內容1MOSFET主要參數：開啟閥值電壓VGS(th),跨導gFS,導通電阻Rds輸出特性ID=f（Vsd）等的測試2驅動電路的輸入,輸出延時時間測試.3電阻與電阻、電感性質載時，MOSFET開關特性測試4有與沒有反偏壓時的開關過程比較5柵-源漏電流測試三實驗設備和儀器1MCL-07電力電子實驗箱中的MOSFET與PWM波形發生器部分2雙蹤示波器3毫安表4電流表5電壓表四、實驗線路見圖五實驗方法1MOSFET主

2、要參數測試（1）開啟閥值電壓VGS(th)測試開啟閥值電壓簡稱開啟電壓，是指器件流過一定量的漏極電流時（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，邊旋轉邊監視毫安表的讀數，當漏極電流ID=1mA時的柵源電壓值即為開啟閥值電壓VGS（th）。讀取67組ID、Vgs，其中ID=1mA必測，測的數據如圖所示：（2）跨導

3、gFS測試雙極型晶體管（GTR）通常用hFE（）表示其增益，功率MOSFET器件以跨導gFS表示其增益。跨導的定義為漏極電流的小變化與相應的柵源電壓小變化量之比，即gFS=ID/VGS。典型的跨導額定值是在1/2額定漏極電流和VDS=15V下測得，受條件限制，實驗中只能測到1/5額定漏極電流值。根據表56的測量數值，計算gFS。（3）轉移特性IDf（VGS）柵源電壓Vgs與漏極電流ID的關系曲線稱為轉移特性。根據表46的測量數值，繪出轉移特性。(4)導通電阻RDS測試導通電阻定義為RDS=VDS/ID將電壓表接至MOS 管的“25”與“23”兩端，測量UDS，其余接線同上。改變VGS從小到大讀

4、取ID與對應的漏源電壓VDS，測量5-6組數值。測得數據如圖所示：(5)IDf（VSD）測試IDf（VSD）系指VGS0時的VDS特性，它是指通過額定電流時，并聯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右旋轉到底，讀取一組ID與VSD的值。數據如圖所示：b將主回路的“3”端與MOS管的“23”端斷開，在主回路“1”端與MOS管的“23”端之間串入安培表，其余接線與測試方法同上，讀取另一組ID與VSD的值。數據如圖所示：c將“1”端與“23”端斷開，在在主回路“

5、2”端與“23”端之間串入安培表，其余接線與測試方法同上，讀取第三組ID與VSD的值。數據如圖所示：2快速光耦6N137輸入、輸出延時時間的測試將MOSFET單元的輸入“1”與“4”分別與PWM波形發生器的輸出“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），記錄開門時間ton、關門時間toff。3驅動電路的輸入、輸出延時時間測試在上述接線基礎上，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”及驅動電路輸出“

6、18”與“9”之間波形，記錄延時時間toff。4電阻負載時MOSFET開關特性測試（1）無并聯緩沖時的開關特性測試在上述接線基礎上，將MOSFET單元的“9”與“4”連線斷開，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），記錄開通時間ton與存儲時間ts。（2）有并聯緩沖時的開關特性測試在上述接線基礎上，再將“25”與“27”、“21”與“26”相連，測試方法同上。5電阻、電感負載時的開

7、關特性測試（1）有并聯緩沖時的開關特性測試將主回路“1”與MOSFET單元的“25”斷開，將主回路的“2”與MOSFET單元的“25”相連，測試方法同上。（2）無并聯緩沖時的開關特性測試將并聯緩沖電路斷開，測試方法同上。6有與沒有柵極反壓時的開關過程比較（1）無反壓時的開關過程上述所測的即為無反壓時的開關過程。（2）有反壓時的開關過程將反壓環節接入試驗電路，即斷開MOSFET單元的“9”與“21”的相連，連接“9”與“15”，“17”與“21”，其余接線不變，測試方法同上，并與無反壓時的開關過程相比較。7不同柵極電阻時的開關特性測試電阻、電感負載，有并聯緩沖電路（1）柵極電阻采用R6=200時的開關特性。（2）柵極電阻采用R7=470時的開關特性。（3）柵極電阻采用R8=1.2k時的開關特性。8柵源極電容充放電電流測試電阻負載，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幅值。9消除高頻振蕩試驗當采用電阻、電感負載，無并聯緩沖，柵極電阻為R6時，可能會產生較嚴重的高頻振蕩，通常可用增大柵極電阻的方法消除，當出現高頻振蕩時，可將柵極電阻用較大阻值的R8。六實驗報告1根據所測數據，列出MOSFET主要參數的表格與曲線。2列出快速光耦6N137與驅動電路的延時時間與波形。3繪出電阻負載，電阻、電感負載，有與沒有并聯緩沖時的開關波形，并在圖上標出ton、toff。