Testen eines MOSFET – So führen Sie einen effektiven Test durch

Testen Sie einen MOSFET ist ein Transistortyp, der Spannung verwendet, um den Grad der Leitfähigkeit zu regulieren. Er gehört zu den Feldeffekttransistoren.

Die Höhe der angelegten Spannung bestimmt die Leitfähigkeitsänderung des MOSFET. Durch diese Eigenschaft eignet sich das Gerät wie ein Schalter zum Regeln und Verstärken von Signalen.

Nichtsdestotrotz ist ein MOSFET ein komplexes Gerät, das auch schwierig zu konfigurieren ist. Daher ist die Prüfung seiner Wirksamkeit ein herausforderndes Unterfangen. Wenn Sie wissen möchten, wie man einen MOSFET testet, führen wir Sie ausführlich an.

1.Wann müssen wir einen MOSFET testen?

Abbildung 1:Teile eines MOSFET

Das Testen eines MOSFET vor dem Anschließen an eine Schaltung ist eine wesentliche Sache zum Schutz der anderen Komponenten. Ein MOSFET besteht aus drei Hauptteilen. Dazu gehören Drain, Source und Gate. Wenn man einen fehlerhaften MOSFET verwendet, kommt es zu einem Kurzschluss des Drain zum Gate. Es ist schädlich für die Schaltung.

Der resultierende Effekt dieses Kurzschlusses kann eine Rückkopplung der Drain-Spannung sein, die sich auch auf den Gate-Anschluss auswirkt. Nach Erreichen dieses Anschlusses gelangt die Spannung über den Gate-Widerstand weiter zur Treiberschaltung. Diese Übertragung kann zu weiteren Schäden an der Treiberschaltung führen. Um solche Schäden zu verhindern, ist das Testen eines MOSFET vor der Verwendung unerlässlich, um eine Beschädigung der gesamten Schaltung zu vermeiden.

2. Erforderliche Komponenten zum Testen eines MOSFET

Abbildung 2:Ein digitales Multimeter

Beim Testen eines MOSFET müssen Sie zunächst die erforderlichen Komponenten zusammenbauen. Der am häufigsten verwendete MOSFET ist der N-Kanal-MOSFET, auch bekannt als NMOS. Das Testen des N-Kanal-MOSFET erfordert die folgenden Elemente:

• Eine 5 V-Gleichstromquelle
• Ein Messgerät – Dies kann entweder ein Ohmmeter oder ein Multimeter mit einem Widerstandsbereich sein.
• Ein Multimeter mit Diodenmodus
• Ein Q1-MOSFET
• Ein 100E-Widerstand
• Ein 10K-Widerstand
• Ein 220E-Widerstand
• Eine Allzweck-LED
• Ein Drucktastenschalter 

3. Wie teste ich einen MOSFET?

Sie können zwei Haupttechniken verwenden, um die Wirksamkeit eines MOSFET zu testen. Dazu gehören:Verwenden eines Messgeräts und Verwenden elektronischer Komponenten.

Methode 1:Mit einem Messgerät

Abbildung 3:Ein digitales Multimeter

Bei dieser Technik wird überprüft, ob der MOSFET funktioniert, indem er mit einem Ohmmeter oder Multimeter getestet wird. Für diese Option können Sie eine der folgenden drei Hauptmethoden wählen.

• Führen Sie einen Diodentest durch. Dieser Vorgang erfordert ein Multimeter mit Diodenmodus.
• Resistenztest.
• Sie können sich auch dafür entscheiden, ein Multimeter und Ohmmeter im Diodenmodus zu verwenden

Methode 2:Testen eines MOSFET – mit elektronischen Komponenten

Dieses Verfahren erfordert den Aufbau einer Testschaltung, um zu testen, ob der MOSFET ordnungsgemäß funktioniert.

Abbildung 4:Eine elektrische Leiterplatte

Methode 3:Testen eines MOSFET – mit einem Messgerät

Abbildung 5:Ein Messgerät

Testen eines MOSFET-Diodentests

Die Durchführung dieses Tests ist unkompliziert, da man nur ein Multimeter mit Diodenmodus benötigt. Ein MOSFET hat eine interne Body-Diode. Daher befindet sich die Body-Diode in einem NMOS normalerweise von der Source zum Drain. In diesem Fall befindet sich die Anode an der Source, während die Kathode am Drain liegt.

Der Wert, den Sie erhalten, hängt vom Diodentyp ab. Wenn der MOSFET in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, ist der Abfall, der an der Diode auftritt, in unterschiedlichem Maße geringer. Bei den meisten MOSFETs liegt der Vorwärtsabfall ungefähr zwischen 0,4 V und 0,9 V.

Wenn ein NMOS in Sperrichtung vorgespannt ist, arbeitet die Diode als Schaltung. Eine Diode, die nicht in diesem Bereich liest, ist wahrscheinlich defekt. Eine Diode, die auch auf dem Multimeter Null anzeigt, ist ebenfalls defekt.

Abbildung 6:Ein Multimeter, das einen Nullwert anzeigt

Im Folgenden sind einige der wichtigsten Schritte zum Testen der Leitfähigkeit eines MOSFETs mit dem Diodentest aufgeführt:

1. Stellen Sie zunächst sicher, dass sich das Multimeter im Diodenmodus befindet
2. Verbinden Sie für den NMOS-Test die rote Sonde des Multimeters mit der MOSFET-Source und die schwarze Sonde mit dem Drain. Die Body-Diode befindet sich dabei im Forward-Bias-Modus. In diesem Modus sollte das Multimeter einen Wert zwischen 0,4 V und 0,9 V anzeigen. Wenn das Multimeter einen Wert von Null oder keinen Wert anzeigt, ist dieser MOSFET defekt.
3. Kehren Sie die Sondenanschlüsse um, um einen offenen Stromkreis zu erzeugen. Das Multimeter sollte in diesem Modus keinen Messwert liefern, da die Diode jetzt in Sperrrichtung vorgespannt ist. Zeigt das Multimeter einen von Null verschiedenen Wert an, ist das Gerät defekt.

Testen eines MOSFET-Widerstandstests

Abbildung 7:Ein Ohmmeter

Wenn am Gate-Anschluss des MOSFET kein Triggerimpuls anliegt, ist sein Drain-Source-Widerstand hoch. Der Widerstandstest nutzt diese Eigenschaft, um zu testen, ob der MOSFET fehlerhaft ist. Dieser Test ist ebenfalls einfach und erfordert nur ein Ohmmeter zur Durchführung. Im Folgenden sind einige der grundlegenden Schritte zur Durchführung des Widerstandstests aufgeführt:

1. Ein gut funktionierender MOSFET sollte unabhängig von der Verbindung der Ohmmetersonden einen hohen Drain-Source-Widerstand anzeigen. Die Polarität des Anschlusses ist daher für das Ergebnis der Prüfung unerheblich.
2. Sie können anstelle eines Multimeters auch ein Ohmmeter verwenden, um den Drain-Source-Widerstand zu prüfen. Schalten Sie das Multimeter in den Widerstandsmodus, um den Test zu starten. Sie sollten einen Messwert erhalten, der einen extrem hohen Widerstand anzeigt. Der Widerstand eines MOSFET ist so hoch, dass dieser Messwert in Megaohm angegeben werden sollte.
3. Vergleichen Sie den daraus gewonnenen Messwert mit dem Datenblatt des MOSFET. Wenn Sie feststellen, dass der Wert des Widerstandswerts kleiner als der Wert auf dem Datenblatt oder Null ist, ist er fehlerhaft. Das Messgerät oder Ohmmeter sollte den Widerstand anzeigen, der auf dem Datenblatt steht.

Testen eines MOSFET–Durch Verwendung von Ohmmeter und Multimeter im Diodenmodus

Abbildung 8:MOSFET auf einem Motherboard

Das Testen der Wirksamkeit eines MOSFET mit dieser Methode löst den Gate-Anschluss des Geräts aus. Dies wiederum veranlasst den Drain-Source-Widerstand, sehr niedrig zu werden. Auf welchen Wert dieser Widerstand tatsächlich abfällt, hängt vom Typ des MOSFET ab.

Sie können einen MOSFET mit einem Multimeter auslösen, da das Messgerät über eine Stromquelle verfügt, normalerweise eine Batterie. Wenn Sie das Messgerät also in den Diodenmodus versetzen, fungiert es als Stromquelle für den MOSFET. Dennoch gibt es einige Vorsichtsmaßnahmen, die Sie treffen müssen.

Es sollte darauf geachtet werden, dass die Schwellenspannung des MOSFET nicht zu groß ist. Die Schwellenspannung sollte für eine optimale Leistung innerhalb des Bereichs des Multimeters liegen.

Abbildung 9:Verschiedene Modelle von MOSFETs

Im Folgenden sind einige der wichtigsten Schritte bei der Durchführung dieses Tests aufgeführt:

1. Verwenden Sie den Widerstandstest, um den Drain-Source-Widerstand zu identifizieren. Es wäre hilfreich, wenn Sie den Wert des Drain-Source-Widerstands des MOSFET im ausgeschalteten Zustand aufzeichnen würden. Sie werden diesen Wert im nächsten Schritt als Referenz verwenden.
2. Triggere den MOSFET. Stellen Sie dazu zunächst sicher, dass sich das Multimeter im Diodenmodus befindet. Verbinden Sie als nächstes die schwarze Sonde mit dem Drain des MOSFET und platzieren Sie dann die rote Sonde für einige Sekunden auf dem Gate. Dieser Vorgang löst das Gate aus und der MOSFET sollte sich über diese Auslösung einschalten.
3. Prüfen Sie mit einem Ohmmeter den Drain-Source-Widerstand des MOSFET. Sie sollten einen sehr niedrigen Wert auf dem Ohmmeter erwarten, der in diesem Schritt gegen Null tendiert. Wenn Sie einen solchen Wert erhalten, ist der MOSFET in gutem Zustand.
4. Als nächstes müssen Sie das Datenblatt des MOSFET überprüfen, um den Drain-Source-Widerstand zu bestätigen, wenn das Gerät eingeschaltet ist. Vergleichen Sie den Datenblattwert des Geräts mit Ihrem Messwert. Wenn Ihr Messwert erheblich vom Datenblattwert des Geräts abweicht, ist der MOSFET defekt. Wenn Ihre Messwerte mit denen des gelesenen MOSFET im geschlossenen Modus übereinstimmen, weist er Fehler auf.
5. Wenn Sie feststellen, dass der Messwert bei eingeschaltetem MOSFET mit dem Datenblattwert übereinstimmt, müssen Sie weitere Tests durchführen. Entladen Sie zuerst den MOSFET, indem Sie Drain oder Gate kurzschließen. Sie können einen Finger oder einen Überbrückungsdraht verwenden.
6. Zu guter Letzt müssen Sie den Drain-Source-Widerstand mit der Widerstandstechnik testen. Dieser Messwert sollte dem vorherigen Messwert des Geräts im ausgeschalteten Zustand ähneln. Ist dies nicht der Fall, befindet sich der MOSFET in einem fehlerhaften Zustand.

Methode 2:Testen eines MOSFET – Verwendung elektronischer Komponenten.

Dieses Verfahren erfordert die Montage einer Testschaltung, um zu testen, ob der MOSFET ordnungsgemäß funktioniert.

Abbildung 10:Eine elektronische Leiterplatte

Diese Methode garantiert Ihnen die genauesten Ergebnisse beim Testen der Wirksamkeit eines MOSFET. Sie müssen dennoch zuerst eine Schaltung mit diesen Schritten zusammenbauen:

1. Erzeuge einen Gate-Trigger-Impuls. Die mit der Last verbundene LED zeigt Ihnen an, ob der MOSFET ein- oder ausgeschaltet ist.
2. Wenn die Schaltung in Betrieb ist, fungiert der Gate-Source-Widerstand des MOSFET als Pull-Down-Widerstand. Es wird auch den MOSFET vor Beschädigung schützen, indem es die parasitäre Kapazität des MOSFET entlädt.
3. Zunächst, wenn sich der Taster im Normalzustand befindet, ist der Drain-Source-Widerstand zu hoch. Daher sollte die LED in diesem Zustand ausgeschaltet bleiben, was anzeigt, dass der MOSFET ausgeschaltet ist. Wenn die LED leuchtet, ist dieser MOSFET defekt.
4. Wenn Sie den Druckknopf drücken, wird der Drain-Source-Widerstand auf ein sehr niedriges Niveau sinken. Es sollte die LED aufleuchten lassen und anzeigen, dass der MOSFET eingeschaltet ist, wenn die LED aus bleibt, während der MOSFET in diesem Modus defekt ist.
5. Wenn Sie die Taste loslassen, unterbrechen Sie den Stromkreis und daher sollte die LED erlöschen. Bleibt die LED nach dem Loslassen des Reglers an, ist auch dieser MOSFET defekt.

Abbildung 11:Komponenten zum Testen eines MOSFET

Es gibt mehrere Vorsichtsmaßnahmen, die Sie beim Testen eines MOSFET treffen müssen. Dazu gehören:

1. Sie müssen sicherstellen, dass die Eingangsstromversorgung größer oder gleich der Schwellenspannung des MOSFET ist.
2. Sie sollten auch die Drain-Spannung und die Gate-Spannung des MOSFET nicht über die Durchbruchspannung hinaus überschreiten.
3. Die von Ihnen verwendete LED benötigt ca. 20 mA. Sie sollten daher einen geeigneten Strombegrenzungswiderstand wählen, um die LED zu versorgen.
4. Sie sollten immer ein Gate verwenden, um Widerstand in Ihren Verbindungen zu erzeugen. Dies trägt dazu bei, Rauschen am Gate zu vermeiden und erleichtert gleichzeitig die Entladung parasitärer Kapazitäten des Geräts.
5. Außerdem sollten Sie am MOSFET-Gate immer einen niedrigen Widerstandsbereich verwenden. Er sollte ungefähr zwischen 10E und 500E liegen.
6. Stellen Sie schließlich beim Testen mit der Testschaltungstechnik sicher, dass Sie den Low-Side-Schaltkreis verwenden. Andernfalls funktioniert der MOSFET nicht.

Schlussfolgerung

Wie in diesem Artikel hervorgehoben, müssen Sie testen, ob ein MOSFET defekt ist, bevor Sie ihn verwenden. Ein fehlerhafter kann möglicherweise viele Probleme in den Stromkreis bringen.

Wir haben alle wichtigen Erkenntnisse zum Testen eines MOSFETs festgehalten. Somit steht es Ihnen frei, jede der oben genannten Techniken zu verwenden. Jede dieser Methoden sollte für Sie effektiv und reibungslos funktionieren. Wir sind auch bestrebt, fachkundige Beratung zu MOSFETS und anderen elektronischen Geräten anzubieten. Kontaktieren Sie uns und unser Expertenteam wird Ihre Fragen in kürzester Zeit beantworten. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen.

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Video:Testen eines MOSFET