FET testen

by Dr. Stack van Hay | 30. Dezember 2013 00:14

FETs gehen ja eigentlich nicht so schnell kaputt. Aber manchmal will ich doch schnell checken, ob ein FET noch heile ist. Die Kennzahlen kannst du natürlich nicht so schnell nachmessen, ob der FET es aber im Prinzip noch tut, kann man schnell checken.

Die Messung

Anders als bei den Bipolartransistoren sind die FETs ja spannungsgesteuerte Schaltungselemente. Der Stromfluss zwischen Drain und Source wird ja durch Auf- und Abbau leitender und nichtleitender Gebiete des Halbleitermaterials über eine am Gate angelegte Spannung gesteuert.

Der entscheidende Unterschied ist also, dass nur ein kurzer Strom beim Aufladen der Gate-Kapazität fließt, davon abgesehen ist die Ansteuerung aber leistungsfrei. Insbesondere bleibt das einmal aufgeladene Gate auch wirksam, wenn du die Prüfspitze wieder entfernst. Deswegen kannst du einen FET auch mit zwei Prüfspitzen (nicht drei) ganz nett durchmessen.

Das Video

Schritt für Schritt

Bild 1: Drain-Source hochohmig

Umgekehrt würde natürlich ein Wiederstand angezeigt werden, weil der Strom zwar nicht durch die „gesperrte” Drain-Source Strecke fließen würde, aber durch die dazu parallel geschaltete Schutzdiode. Die in „normaler” Richtung ja sperrt: Minus an Source, Plus an Drain.

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Bild 2: Gate wird aufgeladen

Minus bleibt an Source und mit der Plus-Prüfspitze berühre ich das Gate. Das Ohmmeter zeigt eine gewisse Leitfähigkeit an, solange Ladung in das Gate fließt, sobald die Gatekapazität aufgeladen ist, zeigt die Widerstandsmessung wieder einen unendlich hohen Widerstand, ja eben, weil der FET ja leistungsfrei geschaltet wird.

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Bild 3: Gate geladen: Drain-Source leitet

Das Gate hat jetzt Spannung und dementsprechend ist der FET halt durchgeschaltet: Für die Drain-Source Strecke zeigt das Ohmmeter einen Widerstand an. Wie groß der Widerstand ist, hängt natürlich von den Charakteristika des jeweiligen FET ab, bei fast jedem FET reicht die Spannung aber aus, um den FET messbar durchzuschalten.

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Bilder 4 und 5: Gate mit dem Finger nach Source entladen

Wenn du jetzt mit dem Finger, oder irgendwie anders, etwas Ladung vom Gate abnimmst, zum Beispiel, in dem du gleichzeitig Gate und Source berührst, wird die Drain-Soure Strecke schrittweise wieder hochohmiger.

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Bild 6: Drain-Source Diode

Mit dem Diodentester kannst du die selben Messungen natürlich auch machen, außerdem kannst du natürlich die Drain-Source Diode nachmessen.

Häufige Defekte

Wenn die Spannung am Gate zu hoch ist, kann die Oxidschicht am Gate zerstört werden und der Leckstrom aus dem Gate steigt übermäßig an. Im Ergebnis sperrt der FET nicht mehr so schnell und/oder schaltet besonders krass durch und bei Anwendungen die häufiges Umschalten des FET erfordern kann entsprechend die Verlustleistung steigen, was zu übermäßiger Erhitzung und entsprechend auch Zerstörung führen kann.

So kann natürlich auch ein Gate – Drain -Kurzschluss entstehen.

Wenn die Drain-Source Spannung zu groß wird, kann ein Avalanche-Durchbruch entstehen, der das Die zerstört und das Gehäuse verkohlt. Durch das verkohlte Gehäuse entsteht entsprechend ein Kurzschluss. Der wiederum führt zu noch höheren Strömen und das Gehäuse kann explodieren, was dann natürlich eher nicht in einem Kurzschluss endet, sondern in einer offenen Drain – Source Strecke.

Wenn ich das richtig sehe, müssten all diese Fehlerfälle bei den oben genannten Messungen recht deutlich auffallen. Ein Gate-Leck natürlich nur, wenn es schon eher deutlicher ist.

Source URL: https://drsvanhay.de/fet-mal-eben-durchmessen/

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