MOSFET Qg的测量

用恒流源向MOSFET的G-S极充电,并测量VGS电压,绘制出VGS关于时间的图线,便可以换算成VGS关于Qg的图线。虽然这样的测试条件和厂家的可能不同,对小功率MOSFET之间比较栅极驱动特性是够用的。

上图中Q3是被测的NMOS,Q1,R1,LED1构成恒流源(100微安左右),为Q3的栅极充电。此恒流源的开关受Q2控制。R4, Q6是Q3的栅极电荷泄放回路,我在做PCB时并没有加上,Q6的位置原来是一个按钮开关(没法自动化,原来没意识到放电的重要性)。
Q4是为了测量Q3栅极电压所设的跟随器,它用了Q5等元件组成的恒流负载。H1是排母,连接到Analog Discovery 2进行测量。P1是高压接入口,R2是被测NMOS管的负载。
测试方法是Analog Discovery2通过数字IO开启Q6进行预放电,再关闭Q6然后开启Q2,使恒流源工作,充电开始。同时ADC转换触发,数据采集进行。一段时间后Q2关闭,随后Q6开启进行电荷泄放。也可以用这个电路加上MCU,搭配数字示波器来进行测量。

上图是SOT-23的NMOS测量装置图,测试板连接了一个12V小功率电源。
用Digilent Waveform的Scope进行采集作图就可以看出VGS对Qg的特性了。例如:


横坐标通过人脑换算成Qg即可。有这样的测试图,不同管子的特性横向比较就很直观了。
这一版测试电路的G-S寄生电容等效大约有4pF,是从不插管子时G端电压上升斜率算得的。虽然对测试的影响不大,再重做要注意不能随意铺铜。
实验中发现LED的光电效应会干扰测试。在室内并不强的光照射到电路图上LED1时,即使恒流源没有开启,被测管也导通了。我从以前延续的习惯:用LED代替稳压管做恒流源,该斟酌一下了。