北航电力电子实验报告.docx
电力电子试验报告学号12031006姓名王自然试验一功率场效应晶体管MOSFET 特性与驱动电路争辩试验目的：1. 生疏 MOSFE 主要参数的测量方法2. 把握 MOSEE 对驱动电路的要求3. 把握一个有用驱动电路的工作原理与调试方法 二.试验设备和仪器1. NMCL-07 电力电子试验箱中的 MOSFE 与 PWM 波形发生器局部2. 双踪示波器3. 安培表试验箱自带PWM发生波形主电路图 2-2 MOSFE 试验电路4. 电压表使用万用表的直流电压档三.试验方法1. MOSFE 主要参数测试1开启阀值电压 V测试GSth开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过肯定量的漏极电流时通常取漏极电流 l =1mA 的最小栅源极电压。D在主回路的“ 1”端与 MOS 管的“25”端之间串入毫安表箱上 自带的数字安培表表头，测量漏极电流 ID ,将主回路的“ 3”与“ 4” 端分别与 MOST 的“ 24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接 入电压表，测量 MOSf 的栅源电压 Vgs，并将主回路电位器 RP 左旋到底，使 Vgs=0。将电位器 RP 渐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流 l =1mA 寸的栅源电压值即为开启阀值电压 V。DS th)读取 67 组 I 、 Vgs,其中 l =1mA 必测，填入下表中DDlD(mAVg(V)0.22.640.5155002.722.863.041003.502003.633.89双极型晶体管(GTR 通常用 h (B )表示其增益，功率 MOSFET 器件以跨导 gFEFs表示其增益。跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即 g =I / VoFsDGS留意典型的跨导额定值是在 1/2 额定漏极电流和=15V 下测得, 受条件限制，“s试验中只能测到 1/5 额定漏极电流值，因此重点是把握 跨导的测量及计算方法。依据上一步得到的测量数值，计算 gFS=0.0038QI D (mAVgs (V)0.22.640.52.7212.8653.04103.131003.52003.635003.89gFs0.0038 ( ).0036 0.222 0.05 >560.2432 0.7692 1.1538(3) 导通电阻 R) S 测试DD导通电阻定义为 F=V/ISSD将电压表接至 MOS 管的“25”与“23”两端，测量 U其余接线 同上。转变 V 从Ds,Gs小到大读取 I 与对应的漏源电压 V测量 6 组数D值，填入下表中DS,ID(mA00.511050100200500VDS(V)14.7814.7714.7514.4613.6412.4810.363.74600a. 在主回路的“ 3”端与 MOS 管的“ 23”端之间串入安培表， 主回路的“ 4”端与 MOS 管的“25”端相连，在 MOS 管的“ 23”与“25”之间接入电压表，将 RP 右旋转到底，读取 对 I 与DV 的值。sDIVD=28.0mASD=0.58Vb. 将主回路的“ 3”端与 MOS 管的“ 23”端断开，在主回路“ 1”端与 MOSI 的“23”端之间串入安培表，其余接线与 测试方法同上，读取另一对 I 与 V的值。DSDIVD=648mASD=C。 72Vc. 将“ 1”端与“ 23”端断开，在在主回路“ 2”端与“ 23”端 之间串入安培表，其余接线与测试方法同上，读取第三对I 与 V 的值。DSDIVD=674mAsD=0.72V2. 快速光耦 6N137 输入、输出延时时间的测试将 MOSFE 单元的输入“ 1”与“4”分别与 PW 波形发生器的输出“ 1”与“2”相连，再将 MOSFE 单元的“2”与“ 3”、“9”与“ 4” 相连，用双踪示波器观看输入波形“1”与“4”及输出波形“5” 与“ 9”之间，记录开门时间 t 、关门时间 t 。onofft = 112ns,t=520nsonoff3. 驱动电路的输入、输出延时时间测试在上述接线根底上，再将“ 5”与“ 8”、“6”与“ 7”、“10” 与“ 11”、“ 12” 与“ 11”、“ 14” 与“ 13”、” 16” 与“ 13” 相 连，用示波器观看输入“ 1”与“4”及驱动电路输出“18”与“9” 之间波形，记录延时时间 t。delayt272nS delay=4. 电阻负载时 MOSFE 开关特性测试(1) 无并联缓冲时的开关特性测试在上述接线根底上，将 MOSFE 单元的“ 9”与“4”连线断开，再 将“20”与“ 24”、“ 22”与“ 23”、“ 21”与“9”相连，然后将 主回路的“ 1”与“ 4”分别和 MOSFE 单元的“ 25”与“21”相连。 用示波器观看“ 22”与“ 21” 以及“ 24”与“21”之间波形(也可观 察“22”与“21”及“25”与“21”之间的波形)，记录开通时间 3、 存储时间 t 、关断时间 t 。Sofft o n= 1.28 is , t off =9.60 ys(2) 有并联缓冲时的开关特性测试在上述接线根底上，再将“25”与“ 27”、“ 21”与“26”相连， 测试方法及测试量同上。ist=840ns , t=7.60onoff5. 电阻、电感负载时的开关特性测试(1) 有并联缓冲时的开关特性测试将主回路“ 1”与 MOSFE 单元的“25”断开，将主回路的“ “ 25”相连，测试方法同上。ist =27.2, t=940nsonoff2”与 MOSFE 单元的(2) 无并联缓冲时的开关特性测试 将并联缓冲电路断开，测试方法同上。ton=21.8 is , t off =1.4 is6. 不同栅极电阻时的开关特性测试电阻、电感负载，有并联缓冲电路(1) 栅极电阻承受 R6=200Q 时的开关特性。t on=84Ons , t off =7.60 (2) 栅极电阻承受 R7=470Q 时的开关特性。t on = 24 is , t off =2.16 is(3) 栅极电阻承受 R8=1.2k Q 时的开关特性。Isist=29.6, t=4.8onoff7. 栅源极电容充放电电流测试电阻负载，栅极电阻承受 用示波器观看 F 两端波形并记录该 波形的正负幅值。6正幅值为 4.16V8 .消退咼频振荡试验负幅值为 332mV当承受电阻、电感负载，无并联缓冲，栅极电阻为 民时，可能会 产生较严峻的高频振荡，通常可用增大栅极电阻的方法消退，当消灭 高频振荡时，可将栅极电阻用较大阻值的 F 。8六.试验总结1. 分析栅极电阻大小对开关过程影响的物理缘由。开关速度由电容和电阻的时间常数打算，转变栅极电阻大小会改 变时间常数，进而影响开关过程。2. 消退高频振荡的措施与效果。增加栅极电阻可以消退高频振荡。产生高频振荡的缘由是在开关 通断时， mosfet 的结电容的充放电动作流过栅极回路，假设存在电 感就会产生一个电压尖峰(U=L*di/dt )。增加栅极电阻，充放电电流 会减小，在结电容不变的状况下充电时间(dt)会变长，从而减小尖 峰的峰值，也就是消退了高频振荡。3. 试验的收获、体会 通过这个试验我生疏了 MOSFE 主要参数的测量方法和 MOSFE 开关特性的测试方法，了解了数字示波器的使用，并联缓冲的作用，以及高 频振荡产生的缘由等。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的协作！S(4) I =f (V)测试DDI D= f (V )系指 VGS= 0 时的 V 4 S 特性，它是指通过额定电流时，并联寄生二极SDD管的正向压降。
