MOSFET のテスト – 効果的なテストの実施方法

MOSFET のテストは、電圧を使用して導電率を調整するトランジスタ タイプです。電界効果トランジスタに属します。

印加電圧のレベルによって、MOSFET の導電率の変化が決まります。この特性により、デバイスはスイッチと同じ方法で信号を調整および増幅するのに適しています。

とはいえ、MOSFET は複雑なデバイスであり、構成も困難です。したがって、その有効性をテストすることは困難な作業です。 MOSFET のテスト方法を知りたい場合は、詳しく説明します。

1.いつMOSFETをテストする必要がありますか?

図 1:MOSFET のパーツ

MOSFET を回路に接続する前にテストすることは、他のコンポーネントを保護するために不可欠です。 MOSFET は 3 つの主要部分で構成されています。それらには、ドレイン、ソース、およびゲートが含まれます。故障した MOSFET を使用すると、ドレインからゲートへの短絡が発生します。回路に有害です。

この短絡の結果として生じる影響は、ゲート端子にも影響を与えるドレイン電圧フィードバックになる可能性があります。この端子に到達した後、電圧はさらにゲート抵抗を介してドライバ回路に渡されます。この送信により、ドライバ回路がさらに損傷する可能性があります。このような損傷を防ぐことが、回路全体の損傷を避けるために、MOSFET を使用する前にテストすることが不可欠である理由です。

2. MOSFET のテストに必要なコンポーネント

図 2:デジタル マルチメーター

MOSFET をテストするときは、まず必要なコンポーネントを組み立てる必要があります。最も一般的に使用される MOSFET は、NMOS とも呼ばれる N チャネル MOSFET です。 N チャネル MOSFET のテストには、次の要素が必要です。

• 5V DC 電源
• 測定器 1 台 - これは、抵抗範囲を備えた抵抗計またはマルチメーターのいずれかです。
• ダイオード モードのマルチメーター 1 台
• Q1 MOSFET
• 100E 抵抗器 1 つ
• 10K レジスター 1 つ
• 220E 抵抗器 1 つ
• 1 つの汎用 LED
• ワンプッシュボタンスイッチ

3. MOSFET のテスト方法

MOSFET の有効性をテストするには、主に 2 つの手法を使用できます。これらには、測定器の使用と電子部品の使用が含まれます。

方法 1:測定器を使用する

図 3:デジタル マルチメーター

この手法では、抵抗計またはマルチメーターでテストして MOSFET が動作しているかどうかを確認します。このオプションでは、次の 3 つの主な方法のいずれかを使用することを選択できます。

• ダイオード テストを実施します。この操作には、ダイオード モードのマルチメーターが必要です。
• 抵抗テスト。
• マルチメータと抵抗計をダイオード モードで使用することもできます

方法 2:電子部品を使用して MOSFET をテストする

この方法では、MOSFET が適切に機能しているかどうかをテストするためのテスト回路を組み立てる必要があります。

図 4:電気回路基板

方法 3:MOSFET のテスト - 測定器の使用

図 5:測定器

MOSFET-ダイオード テストのテスト

ダイオード モードのマルチメータのみが必要なため、このテストの実施は簡単です。 MOSFET にはボディ ダイオードが内蔵されています。したがって、NMOS では、ボディ ダイオードは通常、ソースからドレインまでです。この場合、アノードはソースにあり、カソードはドレインにあります。

得られる値は、ダイオードの種類によって異なります。 MOSFET が順方向バイアスの場合、ダイオードで発生する電圧降下はさまざまな程度で小さくなります。ほとんどの MOSFET では、順方向電圧降下は約 0.4V ～ 0.9V です。

NMOS が逆バイアスのとき、ダイオードは回路として動作します。この範囲内で読み取れないダイオードは、おそらく欠陥があります。マルチメータでゼロを読み取るダイオードも故障しています。

図 6:読み取り値がゼロのマルチメータ

以下は、ダイオード テストによって MOSFET の導電率をテストする重要な手順の一部です。

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まず、マルチメータがダイオード モードになっていることを確認します

NMOS テストでは、マルチメータの赤いプローブを MOSFET ソースに接続し、黒いプローブをドレインに接続します。この場合、ボディ ダイオードは順方向バイアス モードになります。このモードでは、マルチメータは 0.4 V ～ 0.9 V の読み取り値を示す必要があります。マルチメータの読み取り値がゼロまたは読み取り値がない場合、この MOSFET は故障しています。

プローブの接続を逆にして、開回路を作成します。ダイオードが逆バイアスになっているため、マルチメータはこのモードでは読み取りを行わないはずです。マルチメータがゼロ以外の読み取り値を示した場合、デバイスに障害があります。

MOSFET 抵抗テストのテスト

図 7:オーム計

MOSFET のゲート端子にトリガー パルスがない場合、ドレインからソースへの抵抗は高くなります。抵抗テストは、この特性を利用して MOSFET が故障しているかどうかをテストします。このテストも簡単で、オーム計のみで実行できます。以下は、抵抗テストを実施するための基本的な手順の一部です:

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正常に機能する MOSFET は、オーム計プローブの接続に関係なく、ドレインからソースへの抵抗が高いことを示す必要があります。したがって、接続の極性はテストの結果には影響しません。

マルチメータの代わりに抵抗計を使用して、ドレインからソースへの抵抗をチェックすることもできます。マルチメータを抵抗モードにして、テストを開始します。非常に高い抵抗を示す読み取り値を取得する必要があります。 MOSFET の抵抗は非常に高いため、この読み取り値はメガオームである必要があります。

この測定値から得られた測定値を MOSFET のデータシートと比較します。抵抗の読み取り値がデータシートに記載されている値よりも小さいかゼロであることがわかった場合、それは故障しています。メーターまたは抵抗計は、データシートに記載されている抵抗値を示す必要があります。

MOSFET のテスト - ダイオード モードでオーム計とマルチメータを使用して

図 8:マザーボード上の MOSFET

この方法を使用して MOSFET の有効性をテストすると、デバイスのゲート端子がトリガーされます。次に、ドレインからソースへの抵抗が非常に低くなります。この抵抗が低下する実際の値は、MOSFET のタイプによって異なります。

メーターには電源 (通常はバッテリー) があるため、マルチメーターを使用して MOSFET をトリガーできます。したがって、メータをダイオード モードに設定すると、MOSFET の電源として機能します。とはいえ、いくつかの注意事項があります。

MOSFET のしきい値電圧が大きすぎないようにする必要があります。最適な性能を得るには、しきい値電圧がマルチメータの範囲内にある必要があります。

図 9:MOSFET のさまざまなモデル

以下は、このテストを実施する際の重要な手順の一部です:

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抵抗テストを使用して、ドレインからソースへの抵抗を特定します。オフ状態での MOSFET のドレインからソースへの抵抗の値を記録すると役立ちます。この値は、次のステップで参照用に使用します。

MOSFET をトリガーします。これを行うには、最初にマルチメータがダイオード モードであることを確認します。次に、黒いプローブを MOSFET のドレインに接続し、赤いプローブをゲートに数秒間当てます。このプロセスによってゲートがトリガーされ、このトリガーによって MOSFET がオンになります。

オーム計を使用して、MOSFET のドレインからソースへの抵抗をチェックします。オーム計の読み取り値は非常に低く、このステップでゼロになる傾向があります。このような読み取り値が得られた場合、MOSFET は良好な状態です。

次に、MOSFET のデータシートをチェックして、デバイスがオンのときのドレインからソースへの抵抗を確認する必要があります。デバイスのデータシートの値を読み値と比較します。測定値がデバイスのデータシート値と大幅に異なる場合、MOSFET に欠陥があります。また、読み取り値がクローズド モードでの読み取り MOSFET と同じである場合は、障害があります。

MOSFET がオン モードのときの測定値がデータシートの値と一致することがわかった場合は、さらにテストを行う必要があります。まず、ドレインまたはゲートを短絡して MOSFET を放電します。指またはジャンパー線を使用できます。

最後に、抵抗法を使用してドレインからソースへの抵抗をテストする必要があります。この読み取り値は、オフ状態でのデバイスの以前の読み取り値と同様である必要があります。そうでない場合、MOSFET は誤動作状態にあります。

方法 2:MOSFET のテスト – 電子部品を使用。

この方法では、MOSFET が適切に機能しているかどうかをテストするためのテスト回路を組み立てる必要があります。

図 10:電子回路基板

この方法は、MOSFET の有効性をテストする際に最も正確な結果を保証します。ただし、最初に次の手順を使用して回路を組み立てる必要があります:

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ゲート トリガー パルスを作成します。負荷に接続された LED は、MOSFET がオンかオフかを示します。

回路が動作している場合、MOSFET のゲートからソースへの抵抗はプルダウン抵抗として機能します。また、MOSFET の寄生容量を放電することにより、MOSFET の損傷を緩和します。

最初、押しボタンが通常の状態にあるとき、ドレインからソースへの抵抗が高すぎます。したがって、この状態では LED はオフのままで、MOSFET がオフであることを示します。 LED が点灯している場合、この MOSFET に欠陥があります。

プッシュ ボタンを押すと、ドレインからソースへの抵抗が非常に低いレベルになります。このモードで MOSFET が故障しているときに LED がオフのままであれば、MOSFET がオンであることを示して、LED がオンになるように促す必要があります。

ボタンを放すと、回路が遮断され、LED が消灯します。コントローラーを離しても LED が点灯したままの場合、この MOSFET も故障しています。

図 11:MOSFET のテストのコンポーネント

MOSFET をテストする際には、いくつかの注意事項があります。それらには以下が含まれます:

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入力電源が MOSFET のしきい値電圧以上であることを確認する必要があります。

また、MOSFET のドレイン電圧とゲート電圧がブレークダウン電圧を超えないようにしてください。

使用している LED には、約 20 mA が必要です。したがって、LED に電力を供給するために適切な電流制限抵抗を選択する必要があります。

接続には常にゲートからソースへの抵抗を使用する必要があります。デバイスの寄生容量の放電を促進すると同時に、ゲートでのノイズを回避するのに役立ちます。

また、MOSFET ゲートには常に低い範囲の抵抗を使用する必要があります。およそ 10E から 500E の間である必要があります。

最後に、テスト回路手法を使用してテストする場合は、必ずローサイド スイッチング回路を使用してください。そうしないと、MOSFET は機能しません。

結論

この記事で強調されているように、使用する前に MOSFET に欠陥があるかどうかをテストする必要があります。欠陥のあるものは、回路に多くの問題をもたらす可能性があります。

MOSFET のテストに関するすべての重要な洞察を説明しました。したがって、上記の手法のいずれかを自由に使用できます。これらの方法はどれも、問題なく効果的に機能するはずです。また、MOSFETS やその他の電子デバイスに関する専門的なアドバイスを提供することにも取り組んでいます。お問い合わせいただければ、当社の専門家チームが最短時間でお客様のご質問にお答えします。私たちはあなたを助けるためにここにいます.

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ビデオ:MOSFET のテスト