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一、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作原理

（一）結(jié)構(gòu)組成

N溝道場(chǎng)效應(yīng)管（N-ChannelFieldEffectTransistor,N-FET）主要以N型半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)構(gòu)建。以其結(jié)構(gòu)為例，通常包含一塊N型半導(dǎo)體，在其兩側(cè)各擴(kuò)散形成高雜質(zhì)濃度的P+區(qū)，進(jìn)而構(gòu)成兩個(gè)不對(duì)稱的P+N結(jié)（即耗盡層）。這兩個(gè)P+區(qū)并聯(lián)后引出柵極（G），而在N型半導(dǎo)體兩端分別引出源極（S）和漏極（D）。該場(chǎng)效應(yīng)管主要依靠三個(gè)引腳發(fā)揮作用，包括源極（Source,S）、漏極（Drain,D）和柵極（Gate,G）。其中，源極是電流流出的端點(diǎn)，漏極則作為電流流入的端點(diǎn)，柵極通過(guò)改變電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)源極和漏極之間導(dǎo)電溝道寬度的精準(zhǔn)調(diào)控。

（二）導(dǎo)電溝道形成與工作原理

導(dǎo)電溝道形成：在柵極和源極之間施加電壓源VGG，柵極帶正電荷，而P型襯底帶負(fù)電荷，進(jìn)而在柵極和P型襯底之間形成電場(chǎng)。該電場(chǎng)排斥P型區(qū)中的多數(shù)載流子（空穴），同時(shí)吸引N型區(qū)的多數(shù)載流子（電子），促使電子聚集到柵極區(qū)域的絕緣層下方，最終形成導(dǎo)電溝道。

閾值電壓：當(dāng)柵源電壓VGG達(dá)到閾值電壓VTH時(shí)，導(dǎo)電溝道方才形成。閾值電壓VTH與MOS管的制造工藝和材料密切相關(guān)。隨著柵源電壓VGG的增大，電場(chǎng)強(qiáng)度增加，導(dǎo)電溝道變厚，等效電阻隨之減小；相反，若柵源電壓VGG減小，導(dǎo)電溝道則會(huì)變窄，等效電阻增大。

漏源電壓影響：在漏極和源極之間施加電壓源VDD，漏極電流Id經(jīng)導(dǎo)電溝道流動(dòng)。漏源電壓VDD使漏極電位高于源極電位，造成靠近漏極一側(cè)的導(dǎo)電溝道較窄，靠近源極一側(cè)的導(dǎo)電溝道較寬。當(dāng)VDD增加時(shí)，漏極電流Id初期會(huì)線性增長(zhǎng)，但當(dāng)VDD增加到使柵漏電壓VGD減小至等于閾值電壓VTN時(shí)，漏極電流Id基本保持恒定，此時(shí)出現(xiàn)夾斷點(diǎn)。

二、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量方法

（一）測(cè)量DS間電阻

使用數(shù)字萬(wàn)用表，調(diào)至二極管檔位。將場(chǎng)效應(yīng)管的柵極懸空，紅表筆接觸漏極，黑表筆接觸源極。若場(chǎng)效應(yīng)管性能良好，正向測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)顯示“OL”（溢出）或極高電阻值；反向測(cè)量時(shí)，應(yīng)顯示硅二極管的正向壓降，通常在0.5-0.7伏特之間。倘若顯示接近0或阻值較低，則場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)部可能存在短路。

（二）測(cè)量GS間電阻

將萬(wàn)用表調(diào)至電阻檔最高量程，測(cè)量柵極與源極之間的電阻。性能良好的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，GS間電阻應(yīng)極高，通常為數(shù)兆歐姆甚至更高。若讀數(shù)偏低，接近0或有一定阻值，可能意味著場(chǎng)效應(yīng)管損壞或性能下降。

（三）柵極電容充電測(cè)試

運(yùn)用二極管檔位，先將柵極懸空，測(cè)量DS間電阻確認(rèn)正常。隨后，紅表筆接?xùn)艠O，黑表筆接源極，給柵極電容充電數(shù)秒。再次測(cè)量DS間電阻，若場(chǎng)效應(yīng)管性能良好，DS間電阻應(yīng)明顯減小，這是因?yàn)闁艠O電壓促使導(dǎo)電溝道開(kāi)啟。若測(cè)量讀數(shù)無(wú)變化，可能場(chǎng)效應(yīng)管的柵控功能失效。

（四）使用專用儀器測(cè)量

可借助場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)試儀對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行全面測(cè)量。該測(cè)試儀能自動(dòng)測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的各項(xiàng)參數(shù)，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)判斷場(chǎng)效應(yīng)管的好壞。通過(guò)這種方式，可快速、高效地評(píng)估場(chǎng)效應(yīng)管的性能，為電子設(shè)備的故障診斷和維修提供有力支持。