本实用新型涉及参数测量领域，特别是涉及一种场效应管测量仪。
背景技术：
：场效应管属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。其还属于负温度系数器件，随温度上升电流减小，与晶体三极管的正温度系数特性刚好相反。场效应管按材料分类，可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管，按结构分类，可分为P沟道和N沟道，按工作性质分类，又分为增强型和耗尽型。并且有，结型场效应管则均为耗尽型的。场效应管的应用参数包括：①饱和漏-源电流—IDSS，是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压VGS＝0时的漏-源电流。②夹断电压—UP(VP或VGSoff)，是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏-源间刚截止时的栅极电压VGS。③开启电压—UT(阈值电压Vth)，是指增强型绝缘栅场效管中，使漏-源极间刚导通时的栅极电压VGS。④导通电阻—Rdss(on)，指栅极电压为10V的条件下，MOSFET漏-源极之间的导通电阻。⑤跨导—gM，是表示栅极电压VGS对漏极电流ID的控制能力，即漏极电流ID变化量与栅-源电压VGS变化量的比值。gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。在进行电路设计等工作时经常需要用到场效应管，也经常碰到不知道场效应管的具体型号及其应用参数的情况，即使是经验纯熟的电子工程师想要测量场效应管的参数也需要花费大量的时间和精力，给电子工程师带来极大的不便。对于目前，还没有能测所有场效应管应用参数的测量仪。技术实现要素：基于此，本实用新型的目的在于，提供一种场效应管测量仪，其具有能测量所有场效应管的应用参数且操作简单方便，适用于实验和教学的优点。一种场效应管测量仪，包括被测管插座，所述被测管插座包括栅极插孔、源极插孔和漏极插孔；栅极电压调节模块，连接在所述栅极插孔和源极插孔之间，用于调节栅极电压的大小和极性；漏极电压调节模块，连接在所述漏极插孔和源极插孔之间，用于调节漏极电压的大小和极性；所述源极插孔接地。本实用新型所述的场效应管测量仪，通过栅极电压调节模块调节栅极电压的大小和极性；漏极电压调节模块调节漏极电压的大小和极性，配合形成所需的应用参数测量条件，从而测量出场效应管的应用参数。此外，还可以根据调节的栅极电压对应的漏极电流获得场效应管的转移特性曲线。进一步地，还包括电压检测装置，用于检测栅—源插孔电压或漏—源插孔电压；所述电压表一端连接单刀双掷开关的不动端，另一端接地，单刀双掷开关的动端可选择地连接所述栅极插孔和栅极插孔。该电压检测装置既可以检测栅极电压，又可以检测漏极电压。进一步地，所述被测管插座为3个，包括适用于T0220封装的中功率MOS管的插座、适用于T092封装的JFET管和DIP—4封装的MOS管的插座和适用于大功率MOS管的插座。配备多个被测管插座适用于不同封装的场效应管，实现测量所有的场效应管的应用参数。进一步地，所述栅极电压调节模块包括第一电位器、稳压电路、整流电路和第一组极性切换开关；所述整流电路通过一个限流电阻连接到所述稳压电路，所述稳压电路依次与第一电位器和极性切换开关连接；所述整流电路为桥式整流电路；所述第一组极性切换开关为两个同步的单刀双掷开关，每个开关的触点分别连到所述栅极插孔和源极插孔，当其中一个开关与连到栅极插孔的触点连接时，另一个开关与连到源极插孔的触点连接。进一步地，所述栅极电压调节模块还包括连接在第一电位器和第一组极性切换开关之间的步进式电压调节电路；所述步进式电压调节电路由若干个串联的电阻和旋转式波段开关组成，每个串联的电阻之间的节点都设有所述旋转式波段开关的触点。进一步地，所述稳压电路包括稳压集成电路、限流电阻、比例电阻和第二电位器；所述比例电阻一端和第二电位器的中间抽头连接到所述稳压集成电路的第1管脚，另一端与所述稳压集成电路第2管脚连接；所述第二电位器的一端连接到所述稳压集成电路的第3管脚。进一步地，所述漏极电压调节模块包括整流电路、第三电位器、三极管、功耗电阻、电流检测装置和第二组极性切换开关；所述整流电路通过第三电位器连接到三极管的基极，所述三极管的集电极与所述整流电路的输出端连接，所述三极管的发射极依次与功耗电阻、电流检测装置和第二组极性切换开关连接；所述电流检测装置用于检测漏极电流；所述第二组极性切换开关为两个同步的单刀双掷开关，每个开关的触点分别连到所述漏极插孔和源极插孔，当其中一个开关与连到漏极插孔的触点连接时，另一个开关与连到源极插孔的触点连接。进一步地，还包括管型切换电路，所述管型切换电路包括四挡管型切换开关和继电器，所述管型切换开关与继电器通过一个保护电阻与整流电路输出端连接；所述四挡管型切换开关为FET-N、FET-P、MOS-N和MOS-P四个管型对应的开关；所述第一组极性切换开关或第二组极性开关为所述继电器内部转换开关；当选择不同的四挡管型切换开关时，所述继电器控制所述第一组极性切换开关或第二组极性开关进行切换。将栅极电压和漏极电压的极性调节统一靠继电器控制，更为简单方便。进一步地，所述整流电路和或稳压电路与滤波电容并联。对整流电路和稳压电路进行滤波。进一步地，所述整流电路连接到一变压器，所述变压器的次级线圈有一中间抽头，分别取出所述栅极电压调节模块和漏极电压调节模块的输入电源。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。附图说明图1为本实用新型的场效应管测量仪的电路原理图；图2为本实用新型的场效应管测量仪的操作界面图；图3为本实用新型的场效应管测量仪的实施例1的转移特性图；图4为本实用新型的场效应管测量仪的实施例2的转移特性图。具体实施方式请参见图1，其为本实用新型的场效应管测量仪的电路原理图。本实用新型的场效应管测量仪包括：被测管插座，所述被测管插座包括栅极插孔、源极插孔和漏极插孔；栅极电压调节模块，连接在所述栅极插孔和源极插孔之间，用于调节栅极电压的大小和极性；漏极电压调节模块，连接在所述漏极插孔和源极插孔之间，用于调节漏极电压的大小和极性；所述源极插孔接地。所述被测管插座为3个，包括适用于T0220封装的中功率MOS管的插座、适用于T092封装的JFET管和DIP—4封装的MOS管的插座和适用于大功率MOS管的插座。所述栅极电压调节模块接在P1处，所述漏极电压调节模块接在P2处，所述P1、P2分别为变压器次级线圈引出的双电源，给所述栅极电压调节模块输入AC10V电压，给所述漏极电压调节模块输入AC12V电压。如图1所示，所述栅极电压调节模块包括连接变压器次级线圈P1的整流电路DB1，所述整流电路DB1为二极管桥式整流电路，额定电流为5A，其输出端并联两个滤波电容C1和C2，C1和C2分别为高频滤波和低频滤波电容；整流电路的输出经滤波后通过限流电阻R15输入到由R14、RP2和U1组成的稳压电路。其中，R14为比例电阻，RP2为第二电位器，U1为稳压集成电路TL431；所述比例电阻R14一端和第二电位器RP2的中间抽头连接到所述稳压集成电路TL431的第1管脚，另一端与所述稳压集成电路TL431的第2管脚连接；所述第二电位器RP2的一端连接到所述稳压集成电路TL431的第3管脚，因此所述比例电阻R14和第二电位器RP2的可变电阻与所述稳压集成电路TL431并联，根据Uo＝2.5(1+RP2/R14)即可确定所述稳压电路的输出电压。并且，所述稳压电路与两个滤波电容C3和C4并联，C3和C4分别为高频滤波电容和低频滤波电容所述稳压电路的一个输出端子依次通过电位器RP1、步进式电压调节电路连接到第一组极性切换开关；所述稳压电路的另一个端子直接与第一组极性切换开关连接。所述步进式电压调节电路由若干个串联的电阻R1～R11和旋转式波段开关11X1组成，每个串联的电阻之间的节点都设有所述旋转式波段开关11X1的触点。RP1与S1一起进行栅极电压调节，电位器RP1可使栅极电压从0V～10V连续调节后输出，再经11挡旋转开关S1进行步进式调节，得到×0、×0.1、×0.2～×1共11挡、每级电压变化的量值相等的栅极电压。所述第一组极性切换开关为两个同步的单刀双掷开关JK1A和JK1B，每个开关的触点分别连到所述栅极插孔和源极插孔，当其中一个开关与连到栅极插孔的触点连接时，另一个开关与连到源极插孔的触点连接，从而实现所述栅极电压调节模块的输出端子的极性切换。所述漏极电压调节模块包括连接变压器次级线圈P2的整流电路DB2，所述整流电路DB2为二极管桥式整流电路，额定电流为1A，其输出端并联两个滤波电容C5和C6，C5和C6分别为高频滤波和低频滤波电容。所述整流电路DB2的一个输出端子与三极管C3280的集电极连接，另一个输出端子直接连接到第二组极性切换开关；并且有，所述整流电路DB2的一对输出端子中连接串联的R16和RP3，其中RP3的中间抽头与所述三极管C3280的基极连接；所述三极管C3280的发射极一次通过功耗电阻R13和电流检测装置连接到第二组极性切换开关。所述电流检测装置为电流表，能通过开关S4(图未示或见于图2)进行20mA和2A的量程切换。调节RP3改变了三极管C3280基极电位，从而改变了三极管之间的电阻RCE，造成VCE大小变化，并且由VDS＝V总-VCE，从而实现漏极电压的调节。所述第二组极性切换开关为两个同步的单刀双掷开关JK2A和JK2B，每个开关的触点分别连到所述漏极插孔和源极插孔，当其中一个开关与连到漏极插孔的触点连接时，另一个开关与连到源极插孔的触点连接。本实用新型的场效应管测量仪还包括电压检测装置，用于检测栅—源插孔电压或漏—源插孔电压；所述电压检测装置为电压表，其一端连接单刀双掷开关S3的不动端，另一端接地，单刀双掷开关S3的动端可选择地连接所述栅极插孔测VDS和栅极插孔测VGS。在没有插入被测管前可把S3置VDS进行检查。漏极电压调节旋钮RP3，测试前可将开关S3拨至VDS，然后转动该旋钮，在没有插入待测管时，通过电压表进行确认漏极电压调节范围为5V～15V。作为本方案的优选方案，所述场效应管测量仪还包括管型切换电路，所述管型切换电路包括四挡管型切换开关S2和继电器U2，所述管型切换开关S2与继电器U2通过一个保护电阻R17或R18连接在整流电路输出端的两个输出端子之间；所述四挡管型切换开关为FET-N、FET-P、MOS-N和MOS-P四个管型对应的开关；所述第一组极性切换开关JK1A和JK1B或第二组极性开关JK2A和JK2B为所述继电器内部转换开关；当选择不同的四挡管型切换开关时，所述继电器控制所述第一组极性切换开关JK1A和JK1B或第二组极性开关JK2A和JK2B进行切换。从而管型切换开关S2分别对应为：①绝缘栅P沟道MOS-P(VDS：－,VGS：－)、②绝缘栅N沟道MOS-N(VDS：+,VGS：+)、③结型P沟道JFET-P(VDS：－,VGS：+)、④结型N沟道JFET-N(VDS：+,VGS：－)共4挡选择。在没有插入待测管时，可把S3置VDS/VGS进行确认。进行场效应管的测量前，先调节RP3使VDS等于6V左右。按照上述电路原理图设计的场效应管测量仪的操作界面如图2所示，通过调节操作界面上的相应开关即可实现测量各个管型，各个应用参数。实施例1：结型场效应管的测量结型场效应管的主要应用参数有“漏-源饱和电流”、“夹断电压”和“跨导”测量前需确认被测管的结构是P沟道还是N沟道管，把管型设定切换开关S2设置为JFET-P或JFET-N挡位，把电流表量程开关S4拨至20mA挡，正确地把被测管的引脚插入测量插座中，然后按以下步骤进行测量。①确定“漏-源饱和电流”：把S1开关S1置0挡，开关S3置VGS位置，读得电压表的读数VGS＝0V表示被测管子的栅极电压VGS为0V，此时电流表显示的被测管的漏极电流ID即为被测管的漏-源饱和电流IDSS；记录下漏-源饱和电流IDSS为：8.2mA。②确定“夹断电压”：旋动开关S1到第10挡，然后调节电位器RP1使电流表的读数为0.01mA，可认为此时被测管的漏极电流刚刚为零，读出电压表的读数则为被测管的夹断电压VP，记录夹断电压(VP)：-1.9V。③测定栅极电压与漏极电流曲线的相关值：在已知的夹断电压值范围内，均匀的测量出10个栅极电压与漏极电流对应的测量结果并做好记录，如下表所示。例如第1步测得被测管“漏-源饱和电流”为8.2mA,填写第1列为0V和8.2mA；第2步测得被测管“夹断电压”为-1.9V，填写表格的第11列为-1.9V和0mA。VGS(V)0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0-1.2-1.4-1.6-1.8-1.9ID(mA)8.25.74.33.32.61.91.30.80.40.20调节RP1使栅极电压为最接近夹断电压的整数电压值：调节RP1使电压表的读数为-2.0V，逆时针旋动开关S1到第9挡，电压表的读数为-1.8V，记录电流表的读数填写第10列，旋动开关S1到第8挡，电压表的读数为-1.6V，记录电流表的读数填写第9列，最终可分别得栅极电压为-1.4V、-1.2V……对应的漏极电流，填写在对应各列小格内。④如图3所示，其为本实用新型的场效应管测量仪的实施例1的转移特性图。绘制转移特性曲线：对于上例，栅极电压VGS为负值，即横(X)轴方向为向左，漏极电流为纵(Y)轴向上，特性曲线绘画于第2象限。⑤计算出跨导gM：取曲线中间的一段(相对平直)的曲线，对应栅极电压的变量ΔUGS和漏极电流的变量ΔID，即可计算出跨导gM。跨导＝△ID÷△VGS＝(4.3mA－0.8mA)÷(1.4V－0.4V)＝3.5mA/V⑥被测管的应用参数(1)漏-源饱和电流IDSS＝8.2mA(在转移特性曲线图上表示)(2)夹断电压UP＝-1.9V(在转移特性曲线图上表示)(3)跨导gM＝3.5mA/V(在图上标示△ID和△VG的取值范围)(4)转移曲线图实施例2：绝缘栅型管的测量绝缘栅场效应管的主要应用参数有“阈值电压Vth”或者叫“开启电压VT”、“导通电阻Rdss(on)”和“跨导”测量前需确认被测管的结构是P沟道还是N沟道管，把电流表量程开关S4拨至2000mA挡，绝缘栅型场效应管多为功率管，漏-源电流比较大，因此设置漏极电流表为2000mA量程,漏极电压调节旋钮RP3逆时针旋转到底，开关S3置VD位置读得电压表的读数VD＝5V。以测量N沟道绝缘栅管K214为例，把管型设定切换开关S2设置为MOS-N挡位，正确地把被测管的引脚插入测量插座中,然后按以下步骤进行测量。①确定开启电压(VT):开关S3置VGS位置，使电压表显示被测管子的栅极电压VGS，把S1开关S1置10挡，然后调节电位器RP1旋钮使电流表的读数为1mA，可认为此时被测管的漏极刚刚出现有电流为1mA，读出此时电压表的读数则为被测管的阈值电压Vth或者开启电压VT：4.2V。②测定栅极电压与漏极电流表示曲线的相关值：继续调节RP1使被测管的栅极电压(VGS)变化，读取电流表的漏极电流值，按下表的电流值变化，读取对应电压表对应显示的电压值，填写表格栅极电压的各列如下表。123456789101112ID(mA)0120406080100120140160180200VGS(V)04.24.85.35.65.96.26.46.77.17.68.0③绘制转移特性曲线：如图4所示，其为本实用新型的场效应管测量仪的实施例2的转移特性图。由于栅极电压UG为正值，即横(X)轴方向为向右，漏极电流为纵(Y)轴向上方向，转移特性曲线绘画于第1象限。④计算出跨导gM：取曲线中间的一段(相对平直)的曲线，对应栅极电压的变量ΔUGS和漏极电流的变量ΔID，即可计算出跨导gM。跨导＝△ID÷△VGS＝(155mA－85mA)÷(7V－6V)＝70mA/V⑤确定导通电阻Rdss(on)：调节S1和RP1使栅极电压为10V，然后把S3拨至VDS挡位，此时电压表显示漏-源极之间的电压值，再把漏极电压调节旋钮RP2顺时针慢慢旋转，并注意观察电流表和电压表的读数，记录下当电流表读数为1A时的电压表(漏-源极电压值)读数，该读数即为被测管的导通电阻，单位为Ω，记录导通电阻Ω。需要注意测量导通电阻时，被测管的电流较大(1A)如果被测管的通态电阻较大(≥1Ω)时，被测管的功耗较大而导致发热，因此测量动作要尽量快，或者在电流表读数为500mA时,读取电压表(漏-源极电压值)读数，该读数×2(÷0.5)即为被测管的导通电阻，单位仍为Ω。本实用新型的场效应管测量仪因其能测量所有场效应管且其操作简单方便，一体成型，既可用于电路设计过程中确定场效应管的应用参数，还可用于对初次接触场效应管的初学者的教学或用作实验教具，在实验教学中增进实验者对场效应管的认识。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。当前第1页1 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