■「3-10 バイポーラトランジスターの測定」では、動作に関わるキャリアが2種類あるバイポーラトランジスターをご紹介しました。一方、1種類のキャリアだけを用いるユニポーラトランジスター（Unipolar Transistor）はユニ（単一の意味）とポーラをつなげた呼称で、電界効果トランジスター（FET：Field EffectTransistor）とも呼ばれています。バイポーラトランジスターは電流で電流を制御しますが、FETは電圧で電流を制御する点で真空管と似ています。また、FETは主に接合型FET（JFET）とMOS型FET（MOSFET）に分けられます。

■電界効果トランジスター（FET）も3端子構造（3本足）で、各端子の名称はドレイン（D）、ソース（S）、ゲート（G）です。接合型（Junction）FETにも、pn接合がゲートとソース（ドレイン）間にあるので、端子間でダイオード特性を示します。テスターをダイオード検査モードまたは抵抗測定モードに設定して、nチャンネル型（2SK）のときには、ソース（ドレイン）に黒のテストピンを、ゲートに赤のテストピンを当て順方向電圧を測定します。次に、テストピンを入れ替えて、逆方向電圧を測定します。ダイオード特性に問題が無ければ正常です。また、pチャンネル型（2SJ）のときには、nチャンネル型（2SK）と逆向きのダイオード特性を示します。しかし、最大定格であるゲート許容電流IGが、ダイオード検査モードまたは抵抗測定モードの測定電流より十分大きいことを確認してください。端子配置含め必ずデータシートで確認することを推奨します。もう一つテスターを使って測定する方法があります。ゲートとソースを接続し、テスターを抵抗測定モードに設定します。nチャンネル型（2SK）のときには、ソースに黒のテストピンを、ドレインに赤のテストピンを当て抵抗を測定します。後述のドレイン飽和電流IDSSが大きいFETでは低抵抗値を示し、小さいFETで高抵抗値を示しますが、ダイオード特性に問題が無ければ正常です。また、pチャンネル型（2SJ）のときには、nチャンネル型（2SK）と逆向きのダイオード特性を示します。

■MOS型（Metal Oxide Semiconductor）FETでは、接合型と構造や動作の仕方が異なります。MOSFETのゲートとチャンネル間には、酸化皮膜の絶縁物があります。しかし、この絶縁物は非常に薄く静電気に弱いため注意が必要です。テスターの測定では、抵抗測定モードに設定し、ドレインとソースを接続した状態でゲートとソース間の絶縁を検査します。「0.L」や「0.F」、∞（無限大）となり電流が流れ無ければ正常の可能性が高いと言えます。

■さらに、正確な検査やFETの特性を知るためには、ブレッドボード上に簡単な回路を組み、バイアスであるゲート・ソース間電圧VGSを変化させドレイン電流IDを測定します。接合型FETでは、ゲート・ソース間短絡時のドレイン電流であるドレイン飽和電流IDSSがデータシートにも記載されていますので、実際に測定し確認してみることをお勧めします。注意点は、接合型FETが逆方向のバイアスをかけて使うデプレッション（Depression）モードということです。たとえば、ドレイン・ソース間電圧9Vで、ゲートとソース間を短絡したドレイン電流が4mAであれば、ドレイン飽和電流IDSSは4mAとなります。抵抗390Ωはドレイン電流を23mA（= 9[V] / 390[Ω]）以上流さないための保護抵抗です。データシートでは、ドレイン・ソース間電圧を10Vとして測定していることが多いと言えます。しかし、筆者が9Vと10Vで測定したところ概ね同じ値を示していますので、9Vで測定しても大きな支障はないかと思います。また、同じ型番でもこのドレイン飽和電流IDSSでランク分けされているFETもあります。

■MOS型FETは、順方向のバイアスをかけて使うエンハンスメント（Enhancement）モードです。エンハンスメントモードでは、ゲート・ソース間電圧が0Vのときドレイン電流はゼロ（0mA）です。そのため、デプレッションモードでは、ゲート・ソース間遮断電圧VGS（OFF）はドレイン電流IDがゼロ（0mA）になるときのゲート・ソース間電圧VGSでしたが、エンハンスメントモードでは、特定のドレイン電流IDを流したときのゲート・ソース間電圧VGSとします。データシートの測定条件にはドレイン電流IDがゼロ（0mA）以外の値が記載されています。たとえば、ドレイン電流IDが10mAと記載されていれば、ゲート・ソース間電圧VGSを調整してドレイン電流IDを10mAにします。そのときのゲート・ソース間電圧VGSが2Vであれば、ゲート・ソース間遮断電圧VGS（OFF）は2Vとなります。抵抗100Ωはドレイン電流を90mA（= 9[V] / 100[Ω]）以上流さないための保護抵抗です。そして、抵抗15kΩと抵抗4.3kΩで9Vを分圧して2Vにしていますが、測定では固定抵抗器10kΩと可変抵抗器10kΩを使用すると便利です。また、同じ型番でもこのゲート・ソース間遮断電圧VGS（OFF）でランク分けされているFETもあります。さらに、デプレッションモードも存在しますが、特性は接合型FETとは異なります。ゲート・ソース間電圧VGSを、0Vよりも上げていくとドレイン電流IDも増加します。すなわち、デプレッションモードのMOS型FETでは、ドレイン飽和電流IDSSが最大ではなく、ゲート・ソース間電圧VGSが0Vのときのドレイン電流IDとなります。接合型・MOS型やデプレッションモード・エンハンスメントモードにより、電源供給やバイアスのかけ方が異なり回路も異なります。FETを壊さないためにも、必ずデータシートで確認することを推奨します。

【参考文献】

内田 裕之、小暮 裕明 共著『みんなのテスターマスターブック』オーム社、2015年11月20日（第1版第2刷）

三和電気計器『CX506a MULTITESTER 取扱説明書』（13-1405 2040 2040）

三和電気計器『PC710 DIGITAL MULTIMETER 取扱説明書』（04-1405 5008 6010）

『テスターの基礎講座』の目次