如何使用指針電表測量MOSFET的Rds值

ciko.ciko

1.偏大的Rds值,會影響MOSFET的溫升及線路的穩定度,如何以簡易的指針電表來達成此任務?首先要從個別原件的datasheet中整理出幾個重要參數,如此測出的數據,才具參考價值.
2.重要參數:Vgs(th) -最低觸發導通電壓值,Rds(on) - 通道的導通時內阻,Vbr -DS間的最大耐壓值
3.綜合整理如下:Vgs完全導通需>10V,這也是廠商提供的Rds(on)測試條件之一,故需使用指針電表的Rx10檔,來當成Vgs的觸發源.而一般TO220包裝MOSFET其Rds值<2歐姆,TO-252包裝的Rds值則更低(電腦主板上常用).故可需選用Rx1檔來測量.
4.底下選用了數種不同的N-CH. MOSFET作測試並與原廠規格作比對.













綜合測量結果分析,FQPF12N06C及FQPF8N60C的Rds值為原廠規格的2倍,在接上大電流負載測試時,其本體溫升迅速,壓降較高,穩定度極差,上圖的實測為使用IRF540,其Rds值則較優,即使工作在大電流下,其溫升極低,壓降也低,故在選用MOSFET時可先利用手邊的指針電表,作為原件選用的優劣判別.

SIMON1016

我個人的小建議
關於  R x 10K 檔位 做 Vgs 觸發(12V)  這一圖

指針三用電表 R x 10K 檔位  電表內是以一個9V+兩個1.5V電池 =~ 12V 輸出

通常不用特別提醒 就知道並活用這句話的人 應該多半已會處理MOSFET 量測
尚未了解而需要這篇解說的人  多了這段話解釋 會比較易了解

ciko.ciko

SIMON1016 發表於 2015-4-26 12:26 PM
我個人的小建議
關於  R x 10K 檔位 做 Vgs 觸發(12V)  這一圖

謝謝S大加註說明.

專炸元件

我一直很想測但是都沒去測
R DS 所造成的 壓降 跟歐姆定理是符合嗎
假設RDS 為2歐姆  流經6A時 壓降為3V 耗功率 18Wn_044|

ciko.ciko

專炸元件 發表於 2015-4-26 01:50 PM
我一直很想測但是都沒去測
R DS 所造成的 壓降 跟歐姆定理是符合嗎
假設RDS 為2歐姆  流經6A時 壓降為3V 耗 ...

當然是符合歐姆定理,只是在測大電流的Vds值時,電表的表棒需盡量靠近D-S腳,否則會計入導線電阻的誤差.另外你還需準備一台能供應大電流的電源供應器,並需將MOSFET裝置於合適的散熱片上.

lazy104

這方法可以供元件選用時的初步判別, 太差的就不要考慮了.

題外話
過去很注意Rds數值, 也試過用手邊電錶儀器量測與datasheet做初步比較判斷, 後來在實務上發現這些都是僅供參考, 特別是local廠牌, 每批的數據都有極大的落差; 大廠的數值較穩定, 但也有不少上機後確表現不如預期...
後有機會與MOS廠商FAE直接對談, 才初步知道還要看Ciss Qg等參數, 更進一步還要看製程來判斷動態狀況...
搞到後來都只鎖定幾款實測良好的來長期使用, 雖然價格略高, 但對小規模公司還可接受; 不然真的測不完比不完!

lazy104

專炸元件 發表於 2015-4-26 01:50 PM
我一直很想測但是都沒去測
R DS 所造成的 壓降 跟歐姆定理是符合嗎
假設RDS 為2歐姆  流經6A時 壓降為3V 耗 ...

呵呵, 版大這問題我真的問過好幾位原廠FAE...
他們都說一定是符合歐姆定理, 但量測出來一定不一樣.

他們說明一些重點, 看datasheet時儘量去看後面的附圖, 惡魔藏在這些細節裡...
例如Rds不是定值, 會隨電流溫升改變; 拿來做交換電源時變數更多,影響更大~~

kip

我超過5年實際經驗，Rds_on及其他靜態特性，以電測設備及Curve tracer B1505A 量測，都是很準的。批與批之間的差異都非常小。但是Ciss, Coss 等動態特性，差異就很大。如果 ciko ciko 願意提供一些樣品，我可以用實驗室機器對K。看看量測上面實際差異。但是只能量測TO220, 247 的腳位。另外，上錫之後的樣品，Rds_on 也會增加。

scottwang

kip 發表於 2015-4-26 07:12 PM
我超過5年實際經驗，Rds_on及其他靜態特性，以電測設備及Curve tracer B1505A 量測，都是很準的。批與批之 ...

>另外，上錫之後的樣品，Rds_on 也會增加
意思就是所上的錫其內阻比原接腳的內阻還高?

kip

scottwang 發表於 2015-4-26 08:31 PM
>另外，上錫之後的樣品，Rds_on 也會增加
意思就是所上的錫其內阻比原接腳的內阻還高? ...

上錫之後接腳，表面狀況與原本接腳的鍍錫狀況不同(焊錫表面是會有些助焊劑)，造成接觸阻抗差異。但是增加是在某個數量級內。

我這邊實驗室的量測時的電壓電流供給時間，大多在 mS 等級以下。我的經驗是限定在 0.5mS 以下。以避免熱造成的Rdson 增高。
但是製造廠商用多少的測試參數? 這部分我就不清楚了。

Rdson 是正溫度係數。可以參考 http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1067.pdf

由於 ciko 先生的量測，已經使用到 heat sink, 想必 Id已經導通很久，考慮到 Power MOSFET 的熱效應與切換的操作應用，這個量測的方式的值，並不一定與製造廠商所宣稱之量測值可互相比較。

另外，我了解 ciko.ciko 的目的是在非專業製造廠商的情況下來量測。而我的例子是電子製造業上面的實際使用經驗，兩者情況不太一樣。B1505A 要數百萬，一般人大概也只有在研究所的實驗室可以用得到。我並沒有要吐槽的意圖。只是把實際的經驗分享一下而已喔。

ciko.ciko

lazy104 發表於 2015-4-26 02:36 PM
呵呵, 版大這問題我真的問過好幾位原廠FAE...
他們都說一定是符合歐姆定理, 但量測出來一定不一樣.

1.專大指的歐姆定理,應是單指利用測量D-S兩端的壓降及流過的電流,加以計算得出.至於各參數大都為在特定條件所測得,也就是說幾乎所有參數皆會隨著不同的的測試條件及所處環境(如溫度)而變.這也就符合lazy大所言,測各參數應參考廠商所提供的圖表及數據.
2.就我所測試的樣品及廠商規格分析,得出的選擇MOSFET趨勢(暫指Rds一項),耐壓值越低或最大電流越大者,其Rds值就越小.也就是說當你的設計電路若是屬低電壓高電流,選用TO252(大電流)包裝會較優於TO220(高電壓)包裝.

scottwang

專炸元件 發表於 2015-4-26 01:50 PM
我一直很想測但是都沒去測
R DS 所造成的 壓降 跟歐姆定理是符合嗎
假設RDS 為2歐姆  流經6A時 壓降為3V 耗 ...

Vdrop = 2 Ω * 6A = 3V ? ... ... :sam10 ... n_064|
你的意思該不會是 Vdrop = 2 Ω * 3A = 6V ?

專炸元件

scottwang 發表於 2015-4-26 10:40 PM
Vdrop = 2 Ω * 6A = 3V ? ...  ...  ...
你的意思該不會是 Vdrop = 2 Ω * 3 ...

回去推算了一次
發現自己錯了n_033|

fix2010

平时都是用Ciko大的方法测量MosFET好坏，但是没在意这个方法还可以读到Rds（on），感谢大大！
对了，有时MosFET用人体感应可以触发。

ciko.ciko

fix2010 發表於 2015-5-1 10:40 AM
平时都是用Ciko大的方法测量MosFET好坏，但是没在意这个方法还可以读到Rds（on），感谢大大！
对了，有时Mo ...

雖說有時可用手觸發,但最好還是少用,怕靜電造成過大的Vgs電壓,損壞了此三級.管